03力學(xué)專題實驗-《探究彈簧彈力的大小與伸長量的關(guān)系》專項提升(含答案)_第1頁
03力學(xué)專題實驗-《探究彈簧彈力的大小與伸長量的關(guān)系》專項提升(含答案)_第2頁
03力學(xué)專題實驗-《探究彈簧彈力的大小與伸長量的關(guān)系》專項提升(含答案)_第3頁
03力學(xué)專題實驗-《探究彈簧彈力的大小與伸長量的關(guān)系》專項提升(含答案)_第4頁
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文檔簡介

力學(xué)專題實驗——《探究彈簧彈力的大小與伸長量的關(guān)系》專項提升一、典型例題方法賞析1.某同學(xué)利用如圖(a)裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關(guān)系”的實驗。①實驗裝置如圖(a),下列操作規(guī)范的是(多選)。A.懸吊鉤碼時,應(yīng)在鉤碼靜止后再讀數(shù)B.實驗前,應(yīng)該先把彈簧水平放置測量其原長C.隨意增減鉤碼,記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重D.逐一增掛鉤碼,記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重②他通過實驗得到如圖(b)所示的彈力大小F與彈簧長度L的關(guān)系圖線。由此圖線可得該彈簧的原長為cm;勁度系數(shù)k=N/m。2.某同學(xué)用三根完全相同的彈簧設(shè)計了如下實驗,以探究彈簧的勁度系數(shù)。(1)將彈簧上端均固定在鐵架臺上相同高度的橫桿上,甲裝置用一根彈簧掛物塊m1,乙裝置用另外兩根彈簧掛大小相同但質(zhì)量不同的物塊m2,在物塊正下方的距離傳感器可以測出物塊到傳感器的距離,此時剛好均為x1,如圖所示,則m1是(2)只交換兩物塊的位置,此時甲裝置的距離傳感器顯示為x2,彈簧相對原長的形變量為Δx1;乙裝置中的每根彈簧相對原長的形變量為Δx2,則Δ(3)已知物塊質(zhì)量m1=0.50kg,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2,該同學(xué)測得x1=10cm、3.某實驗小組為測量自動筆里面被壓縮彈簧的勁度系數(shù),他們一開始設(shè)計如圖甲所示的實驗:將自動筆活動端豎直置于電子秤上,當(dāng)豎直向下按下約0.80cm時(未觸底且未超過彈簧彈性限度),穩(wěn)定后電子秤上的讀數(shù)增加了37.85g(重力加速度大小g取10m/s2)。(1)此筆里的彈簧勁度系數(shù)為N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字),這支筆的重力對實驗(填“有”或“無”)影響;(2)由于彈簧較短,施加適當(dāng)外力時長度變化不太明顯,于是他們將實驗設(shè)計成圖乙所示:將三根相同的彈簧串起來,豎直掛在圖乙所示的裝置中。小組成員通過測量,作出三根彈簧的總長度l與相應(yīng)所掛重物重力即拉力大小F的關(guān)系圖像如圖丙,則一根彈簧的勁度系數(shù)為N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。4.彈簧是生活中比較常見的物體。實驗室中有五根一模一樣的彈簧,某同學(xué)想測量這批彈簧的勁度系數(shù),將彈簧等間距懸掛在水平鐵架臺上,如圖甲所示,1號彈簧不掛鉤碼,2號彈簧掛1個鉤碼,3號彈簧掛2個鉤碼,依此類推,鉤碼的質(zhì)量均相同。固定在彈簧下端的輕指針在圖中未畫出。(1)為了更直觀地呈現(xiàn)出彈簧彈力大小F與伸長量Δx的關(guān)系,某同學(xué)以1號彈簧末端指針?biāo)傅奈恢脼樵c,作出豎直的y軸及水平的x軸,其中x軸為(填“F”或“Δ(2)為測量彈簧的伸長量,某同學(xué)取來一把米尺,豎直固定在彈簧旁邊,米尺的100cm刻度剛好與1號彈簧末端指針在同一水平線上,測量2號彈簧末端指針位置時,示數(shù)如圖乙所示,則此時彈簧的伸長量為cm。(3)某同學(xué)依次測量3號、4號、5號彈簧的實驗數(shù)據(jù),根據(jù)測量的數(shù)據(jù)作出的圖像如圖丙所示,已知圖中數(shù)據(jù)的單位均取國際單位制單位,則這些彈簧的勁度系數(shù)均為N/m(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)二、夯實基礎(chǔ)提升能力5.某同學(xué)做“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”實驗時,作出彈簧彈力F與其伸長量x之間關(guān)系的F-x圖像,如圖所示,圖線是一條過原點的直線。通過圖像可知,彈簧彈力F與其伸長量x成(選填“正比”或“反比”);該彈簧的勁度系數(shù)是N/m。6.在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗中。(1)實驗中,以下說法正確的是。A.要記錄彈簧的伸長量及所掛鉤碼的質(zhì)量B.為減小實驗誤差,只測兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行計算就可以了C.每次增加的鉤碼數(shù)量不必相等D.在彈性限度內(nèi),彈力與彈簧的長度成正比(2)如圖所示為彈簧彈力F和彈簧伸長量x的關(guān)系圖像。彈簧的勁度系數(shù)為N/m,若彈簧的原長為8cm,則當(dāng)給彈簧施加4N的拉力時,彈簧的總長為cm。從圖像上看,其上端為曲線,是因為。7.一個實驗小組做“探究彈簧彈力與彈簧伸長關(guān)系”的實驗。(1)甲采用如圖a所示裝置,質(zhì)量不計的彈簧下端掛一個小盤,在小盤中增添砝碼,改變彈簧的彈力,實驗中做出小盤中砝碼重力隨彈簧伸長量x變化的圖像如圖b所示。(重力加速度g=10m/s①利用圖b中圖像,可求得該彈簧的勁度系數(shù)為Nm②利用圖b中圖像,可求得小盤的質(zhì)量為kg,小盤的質(zhì)量會導(dǎo)致彈簧勁度系數(shù)的測量結(jié)果與真實值相比(選填“偏大”“偏小”或“相同”)。(2)為了制作一個彈簧測力計,乙同學(xué)選了A、B兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行測試,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖c所示的圖像,為了制作一個量程較大的彈簧測力計,應(yīng)選彈簧(填“A”或“B”);為了制作一個精確度較高的彈簧測力計,應(yīng)選彈簧(填“A”或“B”)。8.利用彈簧測力計探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律。(1)學(xué)生分組實驗中,甲小組裝置如圖甲所示.這里采用的實驗方法是.(選填“等效替代法”或“控制變量法”)(2)乙小組用鐵架臺、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼,探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系,如圖乙所示.①將彈簧懸掛在鐵架臺上,將刻度尺固定在彈簧一側(cè);彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在(選填“水平”或“豎直”)方向.②根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制m-x圖像,縱軸是鉤碼質(zhì)量m,橫軸是彈簧的形變量x,如圖丙所示.由圖像可得彈簧的勁度系數(shù)N/m(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字,g=9.8N/kg)③實驗結(jié)論:在彈性限度內(nèi),彈簧彈力跟彈簧伸長量.三、思維提升創(chuàng)新應(yīng)用9.唐同學(xué)和李同學(xué)一起用實驗探究胡克定律,他們把彈簧上端固定在鐵架臺的橫桿上,彈簧的右側(cè)固定一刻度尺,如圖甲所示。在彈簧下端懸掛不同質(zhì)量的鉤碼,記錄彈簧彈力F和相關(guān)數(shù)據(jù)。(1)唐同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù),繪制的彈力F與x的關(guān)系圖像如圖乙所示,圖中x表示__________。A.彈簧的形變量B.彈簧形變量的變化量C.彈簧處于水平狀態(tài)下的自然長度D.彈簧處于豎直狀態(tài)下的自然長度(2)李同學(xué)使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制F與x圖像(未畫出),發(fā)現(xiàn)圖像中彈簧a的斜率小于彈簧b的斜率,由此可知彈簧a的勁度系數(shù)(填“于”“等于”或“小于”)彈簧b的勁度系數(shù)。(3)實驗過程中發(fā)現(xiàn)某類彈簧自身受到的重力相對其彈力非常小;可視為輕質(zhì)彈簧,若把類彈簧在鐵架臺上豎直懸掛時,彈簧呈現(xiàn)的形態(tài)如下圖中的__________。A. B. C.(4)兩位同學(xué)分別用同一彈簧來做實驗,其中唐同學(xué)是測出彈簧處于豎直狀態(tài)且不掛鉤碼時的彈簧長度作為原長,李同學(xué)是測出彈簧自然水平放置時的彈簧長度作為原長。兩位同學(xué)完成實驗后,得到如下F?x圖像;其中實線是唐同學(xué)的,虛線是李同學(xué)的,則下列圖像正確的是__________。A. B.C. D.10.物理興趣小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)。如圖甲所示,把兩根彈簧“串聯(lián)”起來組成該裝置,彈簧2的一端固定在豎直放置的透明有機(jī)玻璃管底端,再將單個質(zhì)量為100g的鋼球(直徑略小于玻璃管內(nèi)徑)逐個從管口放入,每放入一個鋼球后待彈簧靜止,測出彈簧1上端和彈簧2上端到玻璃管底端的距離L1、L2。在坐標(biāo)紙上畫出L1、L2與鋼球個數(shù)n的關(guān)系(1)彈簧1的原長為m(結(jié)論保留三位有效數(shù)字,下同)(2)該彈簧系統(tǒng)的勁度系數(shù)為N/m;(3)彈簧1的勁度系數(shù)為N/m;(4)由實驗所測數(shù)據(jù)可得,“串聯(lián)”彈簧組的勁度系數(shù)k總與兩彈簧勁度系數(shù)k1、k2的關(guān)系為11.學(xué)校物理興趣小組設(shè)計了可以測量物體質(zhì)量的“天平”,如圖所示,長方形木箱放在水平地面上,兩根相同的彈簧(勁度系數(shù)很大)上端豎直吊掛在木箱上頂面,水平托板、直桿、齒條、水平橫桿豎直連在一起,直桿通過小孔(直桿未與小孔邊緣接觸)穿過木箱上頂面,橫桿與兩彈簧下端點相連。在齒條左側(cè)固定一齒輪,齒輪與齒條嚙合且可繞過圓心O的軸無摩擦自由轉(zhuǎn)動,齒輪上固定一輕質(zhì)指針,當(dāng)齒條下移時,齒輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動,指針隨之轉(zhuǎn)動,通過固定在齒輪上方的表盤可讀出指針轉(zhuǎn)過的角度。經(jīng)過調(diào)校,托板上未放物品時,指針恰好指在豎直向上的位置。(1)在托板上放上待測物體,指針未接觸右側(cè)的齒條,讀出指針偏轉(zhuǎn)的角度(以弧度為單位),若要求出每根彈簧伸長的增加量,則還需測量的物理量為()A.彈簧的勁度系數(shù) B.齒輪的半徑 C.指針的長度(2)實驗中,將彈簧較小的形變轉(zhuǎn)換為指針偏轉(zhuǎn)的角度,采用的科學(xué)方法是(填“理想實驗法”“控制變量法”或“放大法”)。(3)若已知彈簧的勁度系數(shù)為k,齒輪的半徑為R,指針偏轉(zhuǎn)的角度為θ,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間,則物體的質(zhì)量可用k、R、θ、g表示為m=。(4)為了提高“天平”測量的精確度,可以在其他條件不變的情況下,換用勁度系數(shù)更(填“大”或“小”)的彈簧。(5)本實驗中,彈簧自身受到的重力對實驗結(jié)果(填“有”或“無”)影響。12.(1)學(xué)生分組實驗中,甲小組利用彈簧測力計探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律,裝置如圖甲所示。(1)這里采用的實驗方法是A.微元法B.理想實驗法C.等效替代法D.控制變量法(2)乙小組用鐵架臺、刻度尺、彈簧和多個質(zhì)量已知且質(zhì)量相等的鉤碼,做探究“彈簧彈力與彈簧形變量的關(guān)系”實驗,如圖乙所示。①根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制m?x圖像,縱軸是鉤碼質(zhì)量m,橫軸是彈簧的形變量x,如圖丙所示。由圖像可得彈簧的勁度系數(shù)k=N/m(g=9.8m/s2,計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字);由于彈簧的質(zhì)量不能忽略,它對彈簧勁度系數(shù)的測量②乙小組將上面彈簧剪斷成長度相等的兩段,取其中一段重復(fù)實驗,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在丙中繪制第二條m?x圖像,該圖像斜率比丙中原圖斜率(選填“大”或“小”)。四、直擊高考達(dá)成素養(yǎng)13.某同學(xué)設(shè)計了一個測量重力加速度大小g的實驗方案,所用器材有:2g砝碼若干、托盤1個、輕質(zhì)彈簧1根、米尺1把、光電門1個、數(shù)字計時器1臺等。具體步驟如下:①將彈簧豎直懸掛在固定支架上,彈簧下面掛上裝有遮光片的托盤,在托盤內(nèi)放入一個砝碼,如圖(a)所示。②用米尺測量平衡時彈簧的長度l,并安裝光電門。③將彈簧在彈性限度內(nèi)拉伸一定長度后釋放,使其在豎直方向振動。④用數(shù)字計時器記錄30次全振動所用時間t。⑤逐次增加托盤內(nèi)砝碼的數(shù)量,重復(fù)②③④的操作。該同學(xué)將振動系統(tǒng)理想化為彈簧振子。已知彈簧振子的振動周期T=2πM(1)由步驟④,可知振動周期T=。(2)設(shè)彈簧的原長為l0,則l與g、l0、T的關(guān)系式為l=(3)由實驗數(shù)據(jù)作出的l?T2圖線如圖(b)所示,可得g=m/s(4)本實驗的誤差來源包括____。A.空氣阻力B.彈簧質(zhì)量不為零C.光電門的位置稍微偏離托盤的平衡位置14.小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等,設(shè)計了如圖(a)所示的實驗裝置,測量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實驗步驟如下:⑴查找資料,得知每枚硬幣的質(zhì)量為6.05g⑵將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋,測量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長度l,記錄數(shù)據(jù)如下表:序號12345硬幣數(shù)量n/枚510152025長度l10.5112.0213.5415.0516.56⑶根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(b)上描點,繪制圖線;⑷取出全部硬幣,把冰墩墩玩具放入塑料袋中,穩(wěn)定后橡皮筋長度的示數(shù)如圖(c)所示,此時橡皮筋的長度為cm;⑸由上述數(shù)據(jù)計算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為g(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。15.某興趣小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù),緩沖裝置如圖所示,固定在斜面上的透明有機(jī)玻璃管與水平面夾角為30°,彈簧固定在有機(jī)玻璃管底端。實驗過程如下:先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺,再將單個質(zhì)量為200g的鋼球(直徑略小于玻璃管內(nèi)徑)逐個從管口滑進(jìn),每滑進(jìn)一個鋼球,待彈簧靜止,記錄管內(nèi)鋼球的個數(shù)n和彈簧上端對應(yīng)的刻度尺示數(shù)L0n123456L8.0410.0312.0514.0716.1118.09(1)利用ΔLi=Li+3?Li(i=1,2,3)計算彈簧的壓縮量:Δ(2)上述ΔL是管中增加個鋼球時產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量;(3)忽略摩擦,重力加速度g取9.80m/s2,該彈簧的勁度系數(shù)為16.某同學(xué)利用圖(a)的裝置測量輕彈簧的勁度系數(shù)。圖中,光滑的細(xì)桿和直尺水平固定在鐵架臺上,一輕彈簧穿在細(xì)桿上,其左端固定,右端與細(xì)繩連接;細(xì)繩跨過光滑定滑輪,其下端可以懸掛砝碼(實驗中,每個砝碼的質(zhì)量均為m=50.0g)。彈簧右端連有一豎直指針,其位置可在直尺上讀出。實驗步驟如下:①在繩下端掛上一個硅碼,調(diào)整滑輪,使彈簧與滑輪間的細(xì)線水平且彈簧與細(xì)桿沒有接觸;②系統(tǒng)靜止后,記錄砝碼的個數(shù)及指針的位置;③逐次增加砝碼個數(shù),并重復(fù)步驟②(保持彈簧在彈性限度內(nèi)):④用n表示砝碼的個數(shù),l表示相應(yīng)的指針位置,將獲得的數(shù)據(jù)記錄在表格內(nèi)?;卮鹣铝袉栴}:(1)根據(jù)下表的實驗數(shù)據(jù)在圖(b)中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點并做出l?n圖像。l12345l10.4810.9611.4511.9512.40(2)彈簧的勁度系數(shù)k可用砝碼質(zhì)量m、重力加速度大小g及l(fā)?n圖線的斜率α表示,表達(dá)式為k=。若g取9.80m/s2,則本實驗中k=17.某同學(xué)在“探究彈簧和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中,測得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為500N/m。如圖1所示,用彈簧OC和彈簧秤a、b做“探究求合力的方法”實驗。在保持彈簧伸長1.00cm不變的條件下,(1)彈簧秤a、b間夾角為90°,彈簧秤a的讀數(shù)是N(圖2中所示),則彈簧秤b的讀數(shù)可能為N。(2)若彈簧秤a、b間夾角大于90°,保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變,減小彈簧秤b與彈簧OC的夾角,則彈簧秤a的讀數(shù)、彈簧秤b的讀數(shù)(填“變大”、“變小”或“不變”)。

答案解析部分1.【答案】AD;4;502.【答案】(1)1(2)4(3)245【解析】【解答】(1)根據(jù)題意可知甲乙兩裝置彈簧伸長量相等,根據(jù)物塊的平衡方程及胡克定律可以得出:k?Δx=則兩個物塊的質(zhì)量之比為:m即m1是m2的(2)交換位置后再分別對兩物體受力分析,根據(jù)物塊的平衡方程及胡克定律可以得出:k?Δx兩式聯(lián)立解得彈簧的形變量之比為:Δ即Δx1是(3)設(shè)彈簧處于原長狀態(tài)時,下端與距離傳感器之間距離為h,則h=x1+Δx,h=x2+再根據(jù)平衡方程

k?Δx=k=245N/m

【分析】(1)利用兩個物塊的平衡方程結(jié)合胡克定律可以求出兩個物塊質(zhì)量之比;

(2)利用兩個物塊的平衡方程結(jié)合質(zhì)量之比可以求出形變量之比;

(3)利用彈簧的形變量和幾何關(guān)系可以求出彈簧形變量的大小,結(jié)合平衡方程可以求出彈簧勁度系數(shù)的大小。3.【答案】(1)47.3;無(2)50.0【解析】【解答】(1)根據(jù)胡克定律,可得彈簧勁度系數(shù)為k=故填47.3;沒有影響,這是由于彈簧受擠壓時彈力大小可借助于電子秤測出,所以與筆的重力無關(guān),故填無;(2)由于有三根彈簧,則彈簧勁度系數(shù)滿足k=故填50.0。

綜上第1空:47.3;第2空:無;第3空:50.0

【分析】(1)根據(jù)胡克定律求解勁度系數(shù),根據(jù)彈力大小由電子秤測出判斷筆的重力對實驗無影響;

(2)根據(jù)題意由胡克定律、結(jié)合F-l圖象求解。

(1)[1]根據(jù)胡克定律,可得彈簧勁度系數(shù)為k=故填47.3;[2]沒有影響,這是由于彈簧受擠壓時彈力大小可借助于電子秤測出,所以與筆的重力無關(guān),故填無;(2)由于有三根彈簧,則彈簧勁度系數(shù)滿足k=故填50.0。4.【答案】F;2.00;1005.【答案】正比;200【解析】【解答】因為F-x圖像為一條過原點的傾斜直線,可知彈簧彈力F與其伸長量x成正比。根據(jù)胡克定律有

F=kx

結(jié)合F-x圖像的斜率可得,該彈簧的勁度系數(shù)為

k=8.00.046.【答案】AC;200;10;彈力超出了此彈簧的彈性限度7.【答案】200;0.1;相同;B;A【解析】【解答】(1)在應(yīng)用胡克定律時,要首先轉(zhuǎn)化單位,知道圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)。①由圖b中圖像,可得該彈簧的勁度系數(shù)為k=②根據(jù)圖示圖象求出質(zhì)量,然后分析誤差,由圖b中圖像可知,當(dāng)F=0時,彈簧的伸長量為x0m解得小盤的質(zhì)量為m應(yīng)用圖像法處理實驗數(shù)據(jù),F(xiàn)?x圖像的斜率仍表示彈簧的勁度系數(shù),小盤的質(zhì)量只會讓圖線平移,不會改變圖線的斜率,故小盤的質(zhì)量不會影響彈簧勁度系數(shù)的測量結(jié)果,即與真實值相同。(2)根據(jù)胡克定律,結(jié)合數(shù)學(xué)知識即可正確解答,同時注意胡克定律成立的條件。由圖c圖像可知彈簧A在彈力大于4N后,x?F圖像開始彎曲,不再滿足胡克定律;彈簧B在彈力大于8N后,x?F圖像開始彎曲,不再滿足胡克定律;故為了制作一個量程較大的彈簧測力計,應(yīng)選彈簧B;由x?F圖像的斜率倒數(shù)表示彈簧的勁度系數(shù),可知彈簧A的勁度系數(shù)小于彈簧B的勁度系數(shù),在相同拉力作用下,彈簧A的伸長量大,彈簧A較靈敏,為了制作一個精確度較高的彈簧測力計,應(yīng)選彈簧A。

【分析】(1)①由圖示圖象應(yīng)用胡克定律可以求出勁度系數(shù)。

②根據(jù)圖示圖象求出質(zhì)量,然后分析誤差。

(2)根據(jù)胡克定律,結(jié)合數(shù)學(xué)知識即可正確解答,同時注意胡克定律成立的條件,從而即可求解。8.【答案】(1)等效替代法(2)豎直;9.8;成正比9.【答案】(1)A(2)小于(3)C(4)D10.【答案】(1)0.200(2)16.7(3)50.0(4)k11.【答案】(1)B(2)放大法(3)2kθR(4)?。?)無【解析】【解答】(1)因為齒輪傳動,當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)的角度為θ時,根據(jù)數(shù)學(xué)知識可得,每根彈簧伸長的增加量x=θR,所以還需測量的物理量為齒輪的半徑。故選B。(2)實驗中,利用放大法將較小的直線位移轉(zhuǎn)換為較大的角位移,采用的科學(xué)方法是放大法。(3)對放上托板的待測物體,根據(jù)物體的平衡條件,物體重力與彈力平衡,有mg=2kx又x=θR解得m=(4)根據(jù)題意,由m=變形可得θ=根據(jù)表達(dá)式可得,在其他條件不變的情況下,k越小,精確度越高。(5)根據(jù)質(zhì)量與弧度的關(guān)系表達(dá)式

m=2kθRg【分析】(1)根據(jù)實驗原理確定需要測量的物理量

(2)根據(jù)實驗原理分析實驗方法;

(3)根據(jù)圖中所給的方案分析出齒條下降的距離等于齒輪轉(zhuǎn)過的弧長,結(jié)合受力平衡求解表達(dá)式;

(4)根據(jù)數(shù)學(xué)知識可以求出彈簧形變量。利用平衡可以找到勁度系數(shù)的表達(dá)式,

(5)根據(jù)表達(dá)式分析誤差。(1)因為齒輪傳動,當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)的角度為θ時,每根彈簧伸長的增加量x=θR,所以還需測量的物理量為齒輪的半徑。故選B。(2)實驗中,利用放大法將較小的直線位移轉(zhuǎn)換為較大的角位移。(3)對放上托板的待測物體,根據(jù)物體的平衡條件有mg=2kx又x=θR解得m=(4)根據(jù)題意,由m=變形可得θ=在其他條件不變的情況下,k越小,精確度越高。(5)根據(jù)m=2kθR12.【答案】C;9.8;沒有;大13.【答案】(1)t(2)l(3)9(4)A;C【解析】【解答】(1)30次全振動所用時間t,則振動周期T=(2)彈簧振子的振動周期T=2π可得振子的質(zhì)量M=振子平衡時,根據(jù)平衡條件Mg=kΔl可得Δl=則l與g、l0l=(3)根據(jù)l=l0則l?T2解得g≈9(4)A.空氣阻力的存在會影響彈簧振子的振動周期,是實驗的誤差來源之一,故A正確;B.彈簧質(zhì)量不為零導(dǎo)致振子在平衡位置時彈簧的長度變化,不影響其他操作,根據(jù)(3)中處理方法可知對實驗結(jié)果沒有影響,故B錯誤;C.根據(jù)實驗步驟可知光電門的位置稍微偏離托盤的平衡位置會影響振子周

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