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我们知道:如图所示悬挂着的弹簧振子周期公式为
,式中k为弹簧的劲度系数,m为悬挂负载的质量。这是在不考虑弹簧质量前提下的理论公式,但该理论公式和实验结果是有明显偏差的。实验表明,在周期公式中的质量除了包括负载质量m外还应包括弹簧自身质量m0的影响,即
,式中
为弹簧质m0对振子周期影响的有效质量。实验中我们可以通过改变负载质量(往悬挂在弹簧下的托盘中添加不同质量的砝码)同时记录振子周期的办法获得弹簧的有效质量meff。下表为实验中添加的砝码质量和振子周期的几组(m,T)值,
![]()
| m(g) | 2.00 | 5.00 | 8.00 | 14.00 | 20.00 | 29.00 |
| r(s) | 0.36 | 0.42 | 0.47 | 0.57 | 0.65 | 0.75 |
请用作图法求弹簧的劲度系数k和有效质量meff(已知托盘的质量为mt=1.82g)。
(1)推导弹簧振子周期r和弹簧的有效质量meff之间的关系式。
(2)选择坐标轴,根据上表数据作出相应的图线。
(3)根据图线求出弹簧的劲度系数k和有效质量所meff,需有相应简单的演算过程。
查看习题详情和答案>>(10分)我们知道:如图所示悬挂着的弹簧振子周期公式为
,式中k为弹簧的劲度系数,m为悬挂负载的质量。这是在不考虑弹簧质量前提下的理论公式,但该理论公式和实验结果是有明显偏差的。实验表明,在周期公式中的质量除了包括负载质量m外还应包括弹簧自身质量m0的影响,即
,式中
为弹簧质m0对振子周期影响的有效质量。实验中我们可以通过改变负载质量(往悬挂在弹簧下的托盘中添加不同质量的砝码)同时记录振子周期的办法获得弹簧的有效质量meff。下表为实验中添加的砝码质量和振子周期的几组(m,T)值,
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m(g) | 2.00 | 5.00 | 8.00 | 14.00 | 20.00 | 29.00 |
r(s) | 0.36 | 0.42 | 0.47 | 0.57 | 0.65 | 0.75 |
请用作图法求弹簧的劲度系数k和有效质量meff(已知托盘的质量为mt=1.82g)。
(1)推导弹簧振子周期r和弹簧的有效质量meff之间的关系式。
(2)选择坐标轴,根据上表数据作出相应的图线。
(3)根据图线求出弹簧的劲度系数k和有效质量所meff,需有相应简单的演算过程。
查看习题详情和答案>>(1)已知单摆小球的质量为m,摆长为l,某地重力加速度为g,当单摆做摆角不超过5°的振动时,通过证明可以得到回复力F=-kx,其中k=
| mg |
| l |
| mg |
| l |
(2)某同学尝试用DIS测量周期.如图甲所示,用一个磁性小球代替原先的摆球,在单摆下方放置一个磁传感器,其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方.使单摆做小角度摆动,当磁感应强度测量值最大时,磁性小球位于最低点.若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t,则单摆周期的测量值为
| 2t |
| N-1 |
| 2t |
| N-1 |
(3)经理论推导可知,单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为T=T0(1+
| 1 |
| 4 |
| θ |
| 2 |
| 4 |
| T0 |
| 4 |
| T0 |
①学习小组的同学们经过思考和理论推导,各自提出了自己的看法,其中甲同学认为弹簧的劲度系数可能与弹簧原长成正比,乙同学认为弹簧的劲度系数可能与弹簧原长成反比,甲、乙中有一位同学的看法是正确的.你认为正确的是
A.分析与论证 B.进行实验与收集证据
C.猜想与假设 D.制定计划与设计实验
②为验证甲、乙谁的看法正确,可通过实验完成,某同学先把弹簧放在水平桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长为L0,再把弹簧竖直悬挂起来,然后用钩码挂在弹簧下端,测出弹簧的长度为L,把L-L0作为弹簧的伸长量x1,改变钩码个数重复操作.由于弹簧自身重力的影响,最后作出F-x图象,可能是下图中的
(1)学习小组的同学们经过思考和理论推导,认为弹簧的劲度系数可能与弹簧原长成反比,就这一环节而言,属于科学探究中的哪个环节
A.分析与论证 B.进行实验与收集证据 C.猜想与假设 D.制定计划与设计实验
(2)为验证看法的正确性,可通过实验完成,实验器材除上述弹簧和已知质量的几个钩码外,还需要的实验器材是
(3)探究学习小组进行实验记录的数据如下表所示.(g=10m/s2)
| 原长 | 钩码质量 | 弹簧长度 | 弹簧伸 长量x |
弹簧劲度 系数k | |
| 弹簧A | 10.00cm | 0.3kg | 13.00cm | 3.00cm | 100N/m |
| 弹簧B | 15.00cm | 0.1kg | 16.49cm | 1.49cm | 67.1N/m |
| 弹簧C | 20.00cm | 0.2kg | 24.00cm | 4.00cm | 50N/m |
| 弹簧D | 30.00cm | 0.1kg | 32.99cm | 2.99cm | 33.4N/m |