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將一個質量為m的物體掛在一個勁度系數為k的彈簧下面,如果不考慮彈簧的質量和空氣的阻力,振動周期T=2π數學公式.為了研究振動周期與振子質量的關系,設計如圖所示的實驗裝置,將彈簧的一端固定在鐵架臺上,另一端掛一只小盤,鐵架臺的豎桿上固定一個可以上下移動的標志物,作為計時標志.改變小盤中砝碼的質量m,測量全振動50次的時間并求出相應的周期T.某次實驗得到下列數據:
m(10-3kg)5.0010.0015.0020.00 25.00 30.00
T(s)數學公式數學公式數學公式數學公式數學公式數學公式
T2(s20.7290.8030.8760.9411.0161.086
(1)以橫軸代表m,縱軸代表T2,作出T2-m圖.并回答為什么不用T作為縱軸而用T2作為縱軸?______.
(2)根據圖線求解彈簧的勁度系數______.
(3)對T2-m圖作出必要的解釋______.

解:(1)由表格數據看出,T與m是非線性關系在,而T2與m是線性關系,所以T2-m圖象簡單,呈線性關系.
(2)由振動周期T=2π,變形得到T2=m,
T2-m圖象的斜率K=,由數學知識得到圖象的斜率大小為K=14,
則k=2.8N/m
(3)圖線不經過原點的原因:沒有考慮砝碼盤的質量和彈簧的質量
故答案為:(1)圖線簡單,呈線性關系;(2)2.8N/m;(3)圖線不經過原點的原因,沒有考慮砝碼盤的質量.
分析:(1)由表格數據看出,T與m是非線性關系在,而T2與m是線性關系.
(2)由實驗原理:振動周期T=2π,變形得到T2=m,T2-m圖象的斜率K=,由數學知識求出斜率,即可得到k.
(3)分析可知圖線不經過原點的原因:沒有考慮砝碼盤的質量和彈簧的質量
點評:該題中采用了轉換法的思維,將非線性關系轉換成線性關系研究,簡單直觀.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一個勁度系數為k的彈簧豎立在水平地面上,將一個質量為m的物體放在彈簧頂端,使彈簧做彈性壓縮,物體靜止時,彈簧的壓縮量為(g為重力加速度,不計彈簧重力)(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

將一個質量為m的物體沿豎直方向從靜止釋放,在重力的作用下物體自由下落,在下落的過程中,重力對物體做功的功率( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

精英家教網Ⅰ將一個質量為m的物體掛在一個勁度系數為K的彈簧下面,如果不考慮彈簧的質量和空氣阻力,振動周期T=2π
m
K
.為了研究周期和振子質量的關系,設計如圖所示的實驗裝置,將彈簧的一端固定在鐵架臺上,另一端掛一只小盤,鐵架臺的豎桿上固定一個可以上下移動的標志物,作為計時標志.改變小盤中砝碼的質量m,測量全振動50次的時間并求出相應的周期T.某次實驗得到下列數據:
m(10-3kg) 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
T(s)
42.7
50.0
44.8
50.0
46.8
50.0
48.5
50.0
50.4
50.0
52.1
50.0
T2(s2 0.729 0.803 0.876 0.941 1.016 1.086
(1)以橫軸代表m,縱軸代表T2,作出T2-m圖.(畫在答卷頁上)并回答為什么不用T作為縱軸而用T2作為縱軸?
 

(2)根據圖線求解彈簧的勁度系數
 

(3)對T2-m圖作出必要的解釋
 

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Ⅱ測量“水果電池”的電動勢和內電阻;將一銅片和一鋅片分別插入同一只蘋果內,就構成了簡單的“水果電池”,其電動勢約1.5V,可是這種電池并不能點亮額定電壓為1.5V,額定電流為0.3A的手電筒上的小燈泡.原因是流過小燈泡的電流太小了,經實驗測得還不足3mA.現用量程合適的電壓表、電流表以及滑動變阻器、開關、導線等實驗器材盡量精確地測定“水果電池”的電動勢和內電阻.
(l)若給出的滑動變阻器有兩種規格:A(0~30Ω)、B(0~3kΩ).本實驗中應該選用哪種規格的滑動變阻器?
(2)請在框內畫出實驗電路圖.
(3)在實驗中根據電壓表的示數U與電流表的示數I的值,經描點、連線得到U-I圖象,如圖所示,根據圖中所給數據,則“水果電池”的電動勢與內電阻分別為E=
 
V,r=
 
Ω.
(4)若不計測量中的偶然誤差,用這種方法測量得出的電動勢和內電阻的值與真實值相比電動勢E
 
.(填“偏大”、“相等”、“偏小”),內電阻r
 
(填“偏大”、“相等”、“偏小”)

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖汽車通過輕質光滑的定滑輪,將一個質量為m的物體從井中拉出,繩與汽車連接點距滑輪頂點高h,開始繩繃緊滑輪兩側的繩都豎直,汽車以v0向右勻速運動,運動到跟汽車連接的
細繩與水平夾角為30°,則( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,汽車通過輕質光滑的定滑輪,將一個質量為m的物體從井中拉出,繩與汽車連接點距滑輪頂點高h,開始時物體靜止,滑輪兩側的繩都豎直繃緊,汽車以v向右勻速運動,運動到跟汽車連接的細繩與水平方向的夾角為30°,則(  )
A、從開始到繩與水平方向的夾角為30°時,拉力做功大于mgh+
3
8
mv2
B、從開始到繩與水平方向的夾角為30°時,拉力做功大于mgh
C、在繩與水平方向的夾角為30°時,拉力功率等于
3
2
mgv
D、在繩與水平方向的夾角為30°時,拉力功率等于mgv

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