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首页 高中物理知识 实验：探究弹力与弹簧伸长的关系 实验：验证机械能守恒定律 试题正文
  • 问答题
    （1）某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图1所示．该实验始终在弹簧的弹性限度内进行．由右图可知该弹簧的自然长度为______ cm．
    （2）在验证机械能守恒定律实验时：
    ①关于本实验的叙述中，正确的有______
    A、打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定，以减少纸带下落过程中的阻力
    B、需用天平测出重锤的质量
    C、打点计时器用四节干电池串联而成的电池组作为电源
    D、用手托着重锤，先闭合打点计时器的电源开关，然后释放重锤
    E、打出的纸带中，只要点迹清晰，就可以运用公式mg△h=
    1
    2
    mv2    ，来验证机械能是否守恒
    F、验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面
    ②验证机械能是否守恒时，实验中计算某一点的速度，甲同学用v=gt来计算，乙同学用vn=
    (sn+sn+1)
    2T
    来计算．其中______同学的计算方法更符合实验要求．重力加速度g的数值，甲同学用9.8m/s2代入，乙同学用通过对纸带分析计算出重锤下落的实际加速度代入，丙同学用当地的实际重力加速度代入，其中______同学的做法是正确的．
    ③甲同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量△Ek，乙同学发现△Ep＜△Ek，实验过程中肯定存在错误的是______同学．
    本实验中引起误差的主要原因是______．
    ④在一次实验中，重物自由下落时纸带上打出一系列的点，如图2所示，纸带中相邻两计数点间的时间间隔为0.04秒，那么重物下落过程中的实际加速度a=______ m/s2．（结果保留三位有效数字）

    魔方格

    本题信息：2012年广东二模物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “（1）某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图1所示．该实验始终在弹簧的弹性限度内进行．由右图可知该弹簧的自...” 主要考查您对

实验：探究弹力与弹簧伸长的关系

实验：验证机械能守恒定律

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  • 实验：探究弹力与弹簧伸长的关系
  • 实验：验证机械能守恒定律

探究弹力与弹簧伸长的关系：

实验目的：
1、探究弹力与弹簧的伸长量的定量关系。
2、学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法。
实验原理：
1、如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与重力大小相等。

2、用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x，建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组（x，F）对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系。
实验器材：
轻质弹簧（一根），钩码（一盒），刻度尺，铁架台，重垂线，坐标纸，三角板。
实验步骤：
1、如图所示，将铁架台放于桌面上（固定好），将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在挨近弹簧处将刻度尺（最小分度为mm）固定于铁架台上，并用检查刻度尺是否竖直；

2、记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0；
3、在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下弹簧下端所对应的刻度Ll；
4、用上面方法，记下弹簧下端挂2个、3个、4个 ……钩码时，弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4……，并将所得数据记录在表格中；
5、用xn＝Ln－L0计算出弹簧挂1个、2个、3个……钩码时弹簧的伸长量，并根据当地重力加速度值g，计算出所挂钩码的总重力，这个总重力就等于弹簧弹力的大小，将所得数据填入表格。

数据处理：
1、建立坐标系，标明横轴和纵轴所表示的物理量及单位；
2、标度：标度要适当，让所得到的图线布满整个坐标系；
3、描点：描点时要留下痕迹；
4、连线：让尽可能多的点落在同一直线上，让其余的点落在直线的两侧，误差较大的点舍弃；
5、根据图象做出结论。


验证机械能守恒定律：

实验目的：
验证机械能守恒定律。
实验原理： 
当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有：mgh=mv2，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。

测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离sn和sn+1，由公式vn=，或由vn=算出，如图所示。

实验器材：
铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，带铁夹的重缍，纸带，米尺。
实验步骤：
1、按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。
2、把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。
3、接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。
4、重复几次，得到3～5条打好点的纸带。
5、在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3……，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……。
6、应用公式vn=计算各点对应的即时速度v1、v2、v3……。
7、计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量mvn2，进行比较。
注意项事：
1、打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。
2、选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。
3、因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。
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