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某同学为了只用一根弹簧、一把刻度尺和一根细线,测定某滑块与水平桌面间的滑动摩擦系数μ(设μ为定值),经查阅资料知:一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为x至恢复到原长过程中,弹力所做的功为kx2/2.于是他设计了下述实验:第一步,如图所示,将弹簧一端固定在竖直墙上,使滑块紧靠弹簧将其压缩(滑块与弹簧不相连接),松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止;第二步,用细线将滑块挂在竖直放置的弹簧上,弹簧伸长后保持静止状态.①.你认为,该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是(写出名称并用符号表示): ; ; ; .②.用测得的物理量表示滑块与水平桌面滑动摩擦系数μ的计算式:μ= (用题①中的符号表示)试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
某同学为了只用一根弹簧、一把刻度尺和一根细线,测定某滑块与水平桌面间的滑动摩擦系数μ(设μ为定值),经查阅资料知:一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为x至恢复到原长过程中,弹力所做的功为kx
2
/2.于是他设计了下述实验:第一步,如图所示,将弹簧一端固定在竖直墙上,使滑块紧靠弹簧将其压缩(滑块与弹簧不相连接),松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止;第二步,用细线将滑块挂在竖直放置的弹簧上,弹簧伸长后保持静止状态.
①.你认为,该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是(写出名称并用符号表示):
;
;
;
.
②.用测得的物理量表示滑块与水平桌面滑动摩擦系数μ的计算式:μ=
(用题①中的符号表示)
试题解答
见解析
明确该实验的实验原理即可正确解答本题,该题中,利用了功能关系来求摩擦系数,即运动过程中克服摩擦力做功消耗弹簧的弹性势能.
①该过程中,物体运动克服摩擦力做功,消耗弹性势能,即弹簧弹力做的正功等于克服摩擦力做功,所以要求弹簧弹力做功的大小,根据
,需要测量弹簧的形变量,即原长和压缩后的长度的差值,需要测量弹簧的劲度系数,可以根据弹簧挂物体时处的平衡状态求出劲度系数,在整个过程中根据功能关系有:
,所以要测量物体滑行的距离S,
②根据题意,弹簧弹力做功为:
①
设滑块质量为m,有:kx=mg,即:k(l
2
-l
)=mg ②
根据功能关系有:
③
联立①②③解得:
.
故答案为:①弹簧的原长L
,弹簧被压缩时的长度L
1
,滑块滑行的距离S,弹簧悬挂滑块时的长度L
2
,②
.
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物理
探究弹力和弹簧伸长的关系
相关试题
在“探究弹性势能的表达式”的活动中为计算弹簧弹力所做的功,把拉伸弹簧的过程分为很多小段,拉力在每小段可以认为是恒力,用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功.下面几个实例中应用到这一方法的是?
在一次研究型课的活动中,某小组提出了测量一种棉线能承受的最大拉力的课题,其中一位同学提出了运用一个已知质量为m的钩码和一把米尺进行测量的方案.首先,他把钩码直接悬挂在这种棉线上,结果棉线没有断,而且没有发生明显伸长.然后该同学进行了一系列的测量和计算,得出了该棉线能承受的最大拉力.请你根据该同学已具有的上述器材,回答下列问题:(1)请在方框内画出实验方案的示意图(标出需测量的量);(2)实验中需要测量的物理量是: ;(3)棉线能承受的最大拉力F的表达式是:F= .?
(Ⅰ)(6分)某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了如图所示的实验装置.所用的钩码每只的质量都是30g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在了下面的表中.(弹力始终未超过弹性限度,取g=10m/s2)砝码质量(g)306090120150弹簧总长(cm)6.007.158.349.4810.6411.79弹力大小(N)0.30.60.91.21.5①试根据这些实验数据在右图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线.②该弹簧的劲度系数k= (Ⅱ)(1)现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律.给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图所示)、小车、计时器一个、米尺.请填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2,记下所用的时间t.②用米尺测量A1与A2之间的距离x,则小车的加速度a= .③用米尺测量A1相对于A2的高度h.设小车所受重力为mg,则小车所受合外力F= .④改变 ,重复上述测量.⑤以h为横坐标,1/t2为纵坐标,根据实验数据作图.如能得到一条过原点的直线,则可以验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律.(2)在“验证牛顿运动定律”的实验中,实验装置如图甲所示,有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A图线.试分析:①A图线不通过坐标原点的原因是 ;②A图线上部弯曲的原因是 .?
以下是力学中的四个实验装置,哪个实验所体现的物理思想方法与其他几个不同( )?
某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条完全相同的橡皮筋(遵循胡克定律,劲度系数相同)和若干小事物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第二条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细线挂一重物,并记录悬挂重物后结点O的位置.为完成实验,下述操作中必需的是( )?
某实验小组在验证平行四边形定则时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳.实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条.实验中对两次拉伸橡皮条的要求,下列说法正确的是 ( )?
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在“探究力的平行四边形定则”实验中,下列不正确的实验要求是( )?
像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用图2所示装置测量滑块经过斜面上相隔lm左右的两个光电门时的速度,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出.让滑块从木板的顶端滑下,光电门l、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s.用游标卡尺测量小滑块的宽度d,示数如图3所示.(1)读出滑块的宽度d= cm;(2)滑块通过光电门1的速度v1= m/s(计算结果保留两位有效数字),滑块通过光电门2的速度v2= m/s(计算结果保留两位有效数字).?
第1章 怎样描述物体的运动
1.1 走近运动
参考系和坐标系
长度的测量
机械运动
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第2章 研究匀变速直线运动的规律
2.1 伽利略对落体运动的研究
伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法
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力的合成的平行四边定则
验证力的平行四边形定则
第5章 研究力和运动的关系
5.1 牛顿第一定律
惯性
牛顿第一定律
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