题目内容

某同学在进行“研究弹簧振子的周期和小球质量的关系”课题实验时，用如图1甲所示装置进行了如下的试验：让弹簧振子穿过一光滑的水平横杆，在弹簧振子的小球上安装一枝笔，下面放一条纸带，当小球振动时，垂直于振动方向以恒定的加速度拉动纸带，加速度的大小为a，这时笔在纸条上画出如图1乙所示的一条曲线，请根据图乙中所测得的长度S1、S2，写出计算弹簧振子振动周期的表达，T=
 
．
换用不同质量的小球实验，分别得到弹簧振子小球的质量与振动周期丁对应的数据，如下表：
次    数 1 2 3 4 5
小球质量m/kg O．05 0.10 O．15 O．20 0.25
振动周期T/s O．50 O．70 0.86 1.01 1.11
T2
s2
 0.25 0.49 O．74 1.02 1.23
根据上表数据，为直观反应T与m研间的关系，请在图2的方格坐标纸中选择适当的物理量建立坐标系，并作出图线．从图线可以得到该实验中弹簧振子振动的周期与小球质量的关系式是
 
．
精英家教网
分析：根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2列式求解周期；从表格数据可以看出，m∝T2．
解答：解：根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2，有：S2-S1=aT2，解得：T=
S2-S1
a
；
从表格数据可以看出，m∝T2，故m=0.2T2；
以m为纵轴，T2为横轴，作图，如图所示：
精英家教网
故答案为：
S2-S1
a
，m=0.2T2．
点评：本题关键明确实验原理，能够从表格数据看出m∝T2，从而得到m与T的关系公式，不难．
练习册系列答案
相关题目
请完成以下小题．
（1）如图1所示，是某研究性学习小组做“探究橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放，小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

①除了图1中的已给出的实验器材外，还需要的器材有
交流电源、刻度尺
交流电源、刻度尺
；
②实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是
将长木板的一段垫高平衡小车所受的摩擦力．
将长木板的一段垫高平衡小车所受的摩擦力．
；
③在用图示装置做“探究动能定理”的实验时，下列对于实验步骤的描述中，正确的是
AC
AC

A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值
C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
（2）在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取A、B、C、D、E、F、G7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接50Hz交流电源．他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时纸带运动的瞬时速度如下表：
对应点 B C D E F
速度（m/s） 0.141 0.180 0.218 0.262 0.301
①设电火花计时器打点的时间隔为T，则计算vF的公式为vF=
d6-d4
10T
d6-d4
10T
（用题中所给物理量符号表示）
②根据上表中的数据，以A点对应的时刻为计时的开始，即t=0．试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v-t图象，并利用该图象求物体的加速度a=
0.40
0.40
m/s2．
精英家教网
Ⅰ．某同学做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验装置如图1，小车在橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行．用一条橡皮筋时对小车做的功记为W，当用2条、3条…，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．实验中木板水平放置，小车在橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是
 

A．橡皮筋仍处于伸长状态
B．橡皮筋恰好恢复原长
C．小车恰好运动到两个铁钉的连线处
D．小车已超过两个铁钉的连线
Ⅱ．探究能力是物理学研究的重要能力之一，有同学通过设计实验探究绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关．他以圆形砂轮为研究对象，研究其转动动能与质量、半径、角速度的具体关系．砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下，设尺子与砂轮间的摩擦力大小恒为
10
π
牛（不计转轴与砂轮的摩擦），分别取不同质量、不同半径的砂轮，使其以不同的角速度旋转进行实验，得到数据如下表所示：
（1）由上述数据推导出转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式为
 
（比例系数用k表示）．
（2）以上实验运用了物理学中的一个重要的实验方法是
 
．
半径r/cm 质量m/kg 角速度ω（rad/s） 圈数 转动动能Ek/J
4 1 2 8
4 1 3 18
4 1 4 32
4 2 2 16
4 3 2 24
4 4 2 32
8 1 2 16
12 1 2 24
16 1 2 32
Ⅲ．测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图2所示的装置，图中长木板水平固定．
（1）实验过程中，电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上．调整定滑轮高度，使
 
．
（2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数
μ=
 
．
（3）如图3为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm．则木块加速度大小a=
 
 m/s2（保留两位有效数字）．

精英家教网

Ⅰ．某同学做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验装置如图1，小车在橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行．用一条橡皮筋时对小车做的功记为W，当用2条、3条…，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．实验中木板水平放置，小车在橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是______
A．橡皮筋仍处于伸长状态
B．橡皮筋恰好恢复原长
C．小车恰好运动到两个铁钉的连线处
D．小车已超过两个铁钉的连线
Ⅱ．探究能力是物理学研究的重要能力之一，有同学通过设计实验探究绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关．他以圆形砂轮为研究对象，研究其转动动能与质量、半径、角速度的具体关系．砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下，设尺子与砂轮间的摩擦力大小恒为
10
π
牛（不计转轴与砂轮的摩擦），分别取不同质量、不同半径的砂轮，使其以不同的角速度旋转进行实验，得到数据如下表所示：
（1）由上述数据推导出转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式为______（比例系数用k表示）．
（2）以上实验运用了物理学中的一个重要的实验方法是______．
半径r/cm 质量m/kg 角速度ω（rad/s） 圈数 转动动能Ek/J
4 1 2 8
4 1 3 18
4 1 4 32
4 2 2 16
4 3 2 24
4 4 2 32
8 1 2 16
12 1 2 24
16 1 2 32
Ⅲ．测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图2所示的装置，图中长木板水平固定．
（1）实验过程中，电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上．调整定滑轮高度，使______．
（2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数
μ=______．
（3）如图3为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm．则木块加速度大小a=______ m/s2（保留两位有效数字）．