题目内容
【题目】某研究小组用如图所示实验器材验证动能定理。他们将两光电门固定在力学轨道上,两光电门之间的距离为l,质量为M的小车与质量为m的回形针通过细线和滑轮相连接(Mm),实验中用回形针拉动小车在轨道上运动。如图所示,记录下小车通过两光电门的时间分别为t1和t2,测出挡光片的宽度为d,即可验证恒力做功的动能定理。
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(1)为了减小实验误差,研究小组通过选择合适质量的回形针,提高实验精度。研究小组选取122.9g的小车和不同质量的回形针进行实验,得到如下表所示的实验结果。从表中数据看出,回形针的质量越小,实验误差____________。
表:回形针质量与实验误差的关系
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(2)研究小组以小车为研究对象,在实验中不考虑摩擦影响,若能获得等量关系式是____________(用t1、t2、d、M、m、l表示),即可验证恒力做功的动能定理。
(3)为进一步减小实验误差,研究小组继续减少回形针质量,发现实验误差反而增大了。你认为造成的原因是____________。
【答案】 越小
由于小车的速度太小,轨道摩擦的影响会增大(只要答到“轨道摩擦的影响会增大”就给分)
【解析】(1)从表中数据看出,回形针的质量越小,实验误差越小;
(2)小车通过两个光电门的速度分别为:
,
,合外力的功为mgl;小车动能变化量:
,则要验证的关系式:
(3)为进一步减小实验误差,研究小组继续减少回形针质量,发现实验误差反而增大了;造成的原因是:由于小车的速度太小,轨道摩擦的影响会增大.
【题目】一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,进行了如下实验:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一个小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示.让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小钢球在空中飞行后落在水平地面上,水平距离为s.
(1)请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式: Ep= .
(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:
弹簧的压缩量x (cm) | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
小钢球飞行的水平距离s (cm) | 1.01 | 1.50 | 2.01 | 2.49 | 3.01 | 3.50 |
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根据上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为