题目
题型:不详难度:来源:
(1)欲完成此探究实验,该同学在实验过程中除了要测量最大摆角θ和重心距悬点O的距离L外,还需要测量哪些物理量?写出这些物理量及其字母代号.
(2)通过上述的物理量可求出弹簧T将球A弹出时释放的弹性势能EP.写出其计算表达式(无需书写推导过程).
(3)下面是本实验中的几个步骤:①按实验装置安装好器材;②用刻度尺测定C的重心到悬点O的距离L; ③反复调节盒C的位置,使其运动轨迹平面与光滑轨道在同一平面内,且盒C静挂,开口正对导轨末端,A、C两者重心同高;④用球A压缩弹簧,使其重心处于轨道的某一刻度线上,记录此时的读数;⑤释放A球,让它射入盒C中,一起与C摆动到最大高度;⑥记录最大摆角θ;⑦处理数据,得出结论.在上述步骤中还缺少哪些主要步骤?请你写出来.
(4)该实验除了要保证光滑导轨水平、小球A能正射入小盒C并与C一起运动以外,还应注意些什么?
答案
要研究弹性势能和压缩量的关系,要测量弹簧的压缩量X;
还需测量:小球A的质量m、重盒C的质量M、弹簧的压缩量X;
(2)弹性势能的减小量等于小球的动能的增加量,故Ep=
1 |
2 |
碰撞过程动量守恒,故mv=(M+m)v′
继续摆动过程机械能守恒,故:
1 |
2 |
联立解得Ep=
=(M+m)2gL(1-cosθ) |
m |
(3)缺少的主要实验步骤有:
①用天平称出小球质量和重盒的质量;
②用球A接触弹簧但不压缩,记录其重心位置,读取导轨上相应的读数;
③改变弹簧压缩量,重复实验若干次.
(4)①要注意每次实验时,弹簧压缩量不要过大,以保证绳总处于绷直状态,同时摆角不大于90°;
②每次实验时,弹簧的压缩量也不宜过小,否则压缩量L及摆角θ的测量相对误差大,轨道摩擦损耗不可忽略.
故答案为:(1)小球A的质量m、重盒C的质量M、弹簧的压缩量X;
(2)Ep=
=(M+m)2gL(1-cosθ) |
m |
(3)缺少的主要实验步骤有:①用天平称出小球质量和重盒的质量;②用球A接触弹簧但不压缩,记录其重心位置,读取导轨上相应的读数; ③改变弹簧压缩量,重复实验若干次.
(4)①要注意每次实验时,弹簧压缩量不要过大,以保证绳总处于绷直状态,同时摆角不大于90°;②每次实验时,弹簧的压缩量也不宜过小,否则压缩量L及摆角θ的测量相对误差大,轨道摩擦损耗不可忽略.
核心考点
试题【某同学准备利用如图所示的装置探究劲度系数较大的轻质弹簧T的弹性势能与其压缩量之间的关系.图中B为一固定在桌面、带有刻度的平直光滑导轨,小盒C用轻绳悬挂于O点,弹】;主要考察你对弹力等知识点的理解。[详细]
举一反三
己知s1和s2的位置可由其它实验方法确定,类比“双缝干涉测波长”的实验,可以推测出若要利用“双棱镜千涉”测量光源s 出的单色光的波长时,需要测量的物理量是______、______和______.
Ⅱ.图2中所示装置可以用来测量硬弹簧(即劲度系数较大的弹簧)的劲度系数k.电源的电动势为E,内阻可忽略不计;滑动变阻器全长为l,重力加速度为g.
为理想电压表.当木板上没有放重物时,滑动变阻器的触头位于图l 中a点,此时电压表示数为零.在木板上放置质量为m的重物,滑动变阻器的触头随木板一起下移.由电压表的示数U及其它给定条件,可计算出弹簧的劲度系数k.
(1)写出m、U与k之间所满足的关系式.
(2)己知E=1.50V,l=12.0cm,g=9.80m/s2.测量结果如下表: