某同学利用如图甲装置探究弹簧的弹性势能EP与弹簧伸长量Δx之间的关系.实验步骤如下:
(1)用游标卡尺测量遮光条宽度d.如图乙所示测量值d=__________mm.
(2)按图甲竖直悬挂好轻质弹簧,将轻质遮光条水平固定在弹簧下端;在立柱上固定一指针,标示出弹簧不挂重锤时遮光条下边缘的位置,并测出此时弹簧长度x0.
(3)测量出重锤质量m,用轻质细线在弹簧下方挂上重锤,测量出平衡时弹簧的长度x1,并按甲图所示将光电门的中心线调至与遮光条下边缘同一高度,已知当地重力加速度为g,则此弹簧的劲度系数k=__________(用题目所给字母符号表示).
(4)用手缓慢地将重锤向上托起,直至遮光条下边缘回到弹簧原长标记指针处(保持细线竖直),迅速释放重锤使其无初速下落,光电门记下遮光条经过的时间△t,则此时弹簧的弹性势能Ep=__________(用题目所给字母符号表示).
(5)换上不同质量的重锤,重复步骤3、4,计算出相关结果,并验证弹性势能Ep与弹簧伸长量△x之间的关系.
.某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上,如图(a)所示.将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长.
(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出.测力计的示数如图(b)所示,F的大小为4.0 N.
(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点.此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N.
(ⅰ)用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合;(____)
(ⅱ)F合的大小为________N,F合与拉力F的夹角的正切值为________.
若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平等四边行定则
在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中:
(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有 .(填选项代号)
A.电压合适的交流电源 B.电压合适的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平
(2)实验过程中,下列做法正确的是 .
A.先接通电源,再使纸带运动
B.先使纸带运动,再接通电源
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(3)在某次实验中,交流电源频率为50Hz,下图是某次实验的纸带,舍去前面比较密集的点,从0点开始计数,每隔4个连续点取1个计数点,标以1、2、3、…那么相邻两个计数点之间的时间为______s,各计数点与0计数点之间的距离依次为x1=3.00cm、x2=7.50cm、x3=13.50cm,则物体通过计数点1的速度v1=_____m/s,小车运动的加速度为___m/s2.(结果均保留两位有效数字)
如图甲为研究“转动动能与角速度关系”的实验装置示意图,现有的器材为:固定在竖直平面内的转盘(转轴水平)、带铁夹的铁架台、电磁打点计时器(接交流电的频率为50 Hz)、纸带、重锤、游标卡尺、天平.回答下列问题 :
(1)如图乙所示,用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径d为________ cm;
(2)将悬挂铁锤的纸带穿过打点计时器后,绕在转盘边缘上,纸带一端固定在转盘上,使得转盘与纸带不打滑,设纸带厚度不计,接通电源,释放重锤,打点计时器打出的纸带如图丙所示,O、A、B、C…各点为连续打出的点迹,则由图丙中数据可得,打下点迹D时,圆盘转动的角速度为ωD=____________ rad/s(保留三位有效数字);
(3)下表为各点对应的转动动能Ek和角速度ω值,请你猜想转动动能Ek和角速度ω满足的关系式为Ek=____________(须填写定量表达式).
计数点 | A | B | C | … | E |
转动动能Ek(J) | 0.001 0 | 0.003 9 | 0.008 9 | … | 0.024 |
角速度ω(rad/s) | 4.0 | 7.9 | 11.9 | … | 19.7 |
某同学想测出济南当地的重力加速度g,并验证机械能守恒定律.为了减小误差,他设计了一个实验如下:将一根长直铝棒用细线悬挂在空中(如图甲所示),在靠近铝棒下端的一侧固定电动机M,使电动机转轴处于竖直方向,在转轴上水平固定一支特制笔N,借助转动时的现象,将墨汁甩出形成一条细线.调整笔的位置,使墨汁在棒上能清晰地留下墨线.启动电动机待转速稳定后,用火烧断悬线,让铝棒自由下落,笔在铝棒上相应位置留下墨线.图乙是实验时在铝棒上所留下的墨线,将某条合适的墨线A作为起始线,此后每隔4条墨线取一条计数墨线,分别记作B、C、D、E.将最小刻度为毫米的刻度尺的零刻度线对准A,此时B、C、D、E对应的刻度依次为14.68 cm、39.15 cm、73.41 cm、117.46 cm.已知电动机的转速为3 000 r/min.求:
(1)相邻的两条计数墨线对应的时间间隔为____________s.
(2)由实验测得济南当地的重力加速度为__________m/s2.(结果保留三位有效数字)
(3)该同学计算出画各条墨线时的速度v,以为纵轴,以各条墨线到墨线A的距离h为横轴,描点连线,得出了如图丙所示的图象,在误差允许的范围内据此图象能验证机械能守恒定律,但图线不过原点的原因是_________________________________.
小华同学在做“研究小车匀变速直线运动”的实验过程中,所使用的交流电源频率为50Hz,取下做匀加速直线运动的小车带动的一段纸带进行研究,如图所示.O点为记数点的起点,相邻两记数点间还有四个计时点(图中未画出),请回答下面的问题:
(1)他因粗心而忘记测量第1个记数点与起始O点间的距离,请跟据纸带的数据特点推理出S1的长度,S1= cm.
(2)当打第3个记数点时小车的瞬时速度v3= m/s,小车运动的加速度a= m/s2(计算结果保留两位有效数字).