如图甲所示是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图,其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m,放置在末画出的圆盘上,圆周轨道的半径为r,力电传感器测定的向心力,光电传感器测定的是圆柱体的线速度,以下是所得数据和图乙所示的F-v、F-v2、F-v3三个图象。
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| 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 |
| F/N | 0.88 | 2 | 3.5 | 5.5 | 7.9 |
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(1)数据表和图乙的三个图象是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时保持圆柱体质量不变,半径r=0.1m的条件下得到的研究图象后,可得出向心力F和圆柱体速度v的具体关系式: 。
(2)为了研究F与r成反比的关系,实验时除了保持圆柱体质量不变外,还应保持物理量 不变。
(3)根据你已经学习过的向心力公式以及上面的图线可以推算出,苯实验中圆柱体的质量为 kg。
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一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究水的冲击力F与高度H及流量Q的关系,实验装置如图甲所示.水从漏斗口无初速流下冲击正下方的力传感器,通过计算机可得出冲击力F的大小,实验中可改变水的流量Q及漏斗口到力传感器的高度H。
⑴该组同学首先保持水的流量Q0不变,改变漏斗口到力传感器间的高度,得到了如下的实验数据,并根据实验数据作出了F-H 图象.(图乙)。
| F(N) | 0 | 1.00 | 1.41 | 1.73 | 2.00 | 2.45 | 3.00 | 3.16 |
| H(m) | 0 | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.30 | 0.45 | 0.50 |
根据上表的数据和图乙中图象的形状,可猜想F和H之间的关系为______________;为验证猜想,请在图丙中确定纵轴所表示的物理量,并另作 图象,若该图象的形状为 ,说明猜想正确。
⑵在证实了上述关系之后,他们将水的流量分别调整为0.5 Q0、1.5 Q0,又作出了两条F-H图象,他们将三次实验得到的图象放在一个坐标系中,如图丁所示.通过对三条图象的比较、分析、讨论,他们得出了F与Q的关系,你认为F与Q之间的关系是:_________。
⑶通过上述实验,他们得出:水的冲击力F与水的流量Q、漏斗口到力传感器的高度H的数学关系式是: 。
如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置,每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放,并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ,获得不同的射程x,最后作出了如图b所示的x-tanθ图象,g=10m/s2。则:
(1)由图b可知,小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0= 。实验中发现θ超过60°后,小球将不会掉落在斜面上,则斜面的长度为 m。
(2)若最后得到的图象如图c所示,则可能的原因是(写出一个)
某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0,弹簧下端挂一个50 g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50 g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2;……;挂七个50 g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L7。
①下表记录的是该同学已测出的6个值,其中有两个数值在记录时有误,它们的代表符号分别是 和 。
测量记录表:
| 代表符号 | L0 | L1 | L2 | L3 | L4 | L5 | L6 | L7 |
| 刻度数值/cm | 1.70 | 3.40 | 5.10 | 8.60 | 10.3 | 12.1 |
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②实验中,L3和L2两个值还没有测定,请你根据上图读出这两个测量值 和 。
③为充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:
d1=L4-L0=6.90 cm, d2=L5-L1=6.90 cm, d3=L6-L2=7.00 cm。
请你给出第四个差值:d4= = cm。
④根据以上差值,可以求出每增加50 g砝码的弹簧平均伸长量ΔL。ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为:ΔL= ,代入数据解得ΔL= cm。
⑤计算弹簧的劲度系数k= N/m。(g取9.8 m/s2)