某同学猜想:弹簧的弹性势能与其劲度系数成正比、与其形变量的二次方成正比,即;其中b为与弹簧劲度系数成正比例的常数。该同学设计以下实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。如图所示,在水平桌面上放置一个气垫导轨,将弹簧一端固定于气垫导轨左侧。调整导轨使滑块能在导轨上自由匀速滑动。将光电门固定在离弹簧右侧原长点稍远的位置。推动滑块压缩弹簧一段合适的距离后,由静止释放滑块。滑块离开弹簧后运动通过光电门。通过测量和计算研究上述猜想。
实验中进行以下测量:
A.测得滑块的质量m;
B.测得滑块上遮光片的宽度d;
C.测得弹簧的原长;
D.推动滑块压缩弹簧后,测得弹簧长度L;
E.释放滑块后,读出滑块遮光片通过光电门的时间t;
F.重复上述操作,得到若干组实验数据,分析数据并得出结论。
回答下列问题。(前三个问题用实验测得的物理量字母及比例常数b表示)
(1)滑块离开弹簧后的动能为________。
(2)由能量守恒定律知弹簧被压缩后的最大弹性势能与滑块弹出时的动能相等。若关于弹簧弹性势能的猜想正确,则________。
(3)用图像处理实验数据并分析结论,得出的图像如图所示。该图像不过坐标原点的原因是________________。(只填写一条)
(4)若换用劲度系数更大的弹簧做实验,图像斜率将________。(选填“不变”“变大”或“变小”)
(5)若实验中测得的一组数据:,,,,。由此计算比例常数________N/m。
用图甲所示的电路测量一电流表的内阻。图中是标准电流表,是滑动变阻器,是电阻箱,S和分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关,实验电路电源电动势为E。依据实验原理完成下列填空。
(1)将S拨向接点1,闭合,调节________,使指针偏转到适当位置,记下此时标准电表的读数I。
(2)然后将S拨向接点2,调节________至适当位置,使的读数仍为I,此时R的读数即为待测电表内阻的测量值。
(3)若在某一次测量中的示数如图乙所示,其电阻为________。该电阻箱可以提供的阻值范围为________。
如图所示,用轻绳分别系住两个质量相等的弹性小球A和B。绳的上端分别固定于O、点。A绳长度(长度为L)是B绳的2倍。开始时A绳与竖直方向的夹角为,然后让A球由静止向下运动,恰与B球发生对心正碰。下列说法中正确的是( )
A.碰前瞬间A球的速率为
B.碰后瞬间B球的速率为
C.碰前瞬间A球的角速度与碰后瞬间B球的角速度大小之比为
D.碰前瞬间A球对绳的拉力与碰后瞬间B球对绳的拉力大小之比为
一个长方体金属导体的棱长如图所示,将该长方体导体放在匀强磁场中,并使前侧面与磁场垂直,已知磁感应强度为B。导体的左右两侧面外接电源,产生由左向右的稳定电流时,测得导体的上、下表面间的电势差为U。则下列说法正确的是( )
A.上、下两表面比较,上表面电势高 B.上、下两表面比较,下表面电势高
C.导体中自由电子定向移动的速率为 D.导体中自由电子定向移动的速率为
如图所示,匀强电场中有一个与电场线平行的平面,平面中有一个直角三角形MNQ,其中,,QM的长度为L。已知电子电荷量的大小为e,把电子从M点移动至Q点,电场力做正功,大小为eU。把电子从Q点移动至N点,电场力做负功,大小为。则该电场的电场强度( )
A.方向由M向Q B.大小为 C.方向由Q向N D.大小为
如图所示,x轴在水平面内,y轴在竖直方向。图中画出了沿x轴正方向抛出的两个小球P、Q的运动轨迹,它们在空中某一点相遇。若不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.球P先抛出 B.两球同时抛出 C.球P的初速度大 D.球Q的初速度大