如图所示是“研究向心力与哪些因素有关”的实验仪器,叫做“DIS向心力实验器”。该实验装置中需要用到力传感器和_____传感器,由于该实验涉及多个物理量,所以实验采用的方法是_____法。
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如图所示是“研究向心力与哪些因素有关”的实验仪器,叫做“DIS向心力实验器”。该实验装置中需要用到力传感器和_____传感器,由于该实验涉及多个物理量,所以实验采用的方法是_____法。
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如图是“用DIS探究向心力与哪些因素有关”的实验仪器,该实验采用的方法是_______________;该实验中需要用到的传感器是__________________。
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如图甲所示是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图。其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m,放置在末画出的圆盘上,圆周轨道的半径为r,力电传感器测定的是向心力,光电传感器测定的是圆柱体的线速度,以下是所得数据和图乙所示的F-v、F-v2、F-v3三个图象。
v /m·s-1 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
F /N | 0.88 | 2.00 | 3.50 | 5.50 | 7.90 |
1.数据表和图乙的三个图象是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时保持圆柱体质量不变,半径r=0.1m的条件下得到的。研究图象后,可得出向心力F和圆柱体速度v的具体关系式是________。
2.为了研究F与r的关系,实验时除了要保持圆柱体质量不变外,还应保持物理量____________不变。
3.根据你已经学习过的向心力公式以及上面的图线可以推算出,本实验中圆柱体的质量为________kg。
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如图为“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”实验装置,传感器的名称是
_________传感器;实验中________(选填“必须”或“不需要”)测量环境的温度值。
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动能(×10-2J) | 重力势能(×10-2 J) | 机械能(×10-2 J) |
0.00 | 7.50 | 7.50 |
2.46 | 5.00 | 7.46 |
4.91 | 2.50 | 7.41 |
7.34 | 0.00 | 7.34 |
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表 一 | 仅用一根弹簧 | 研究周期与质量关系 | ||
钩码的质量 | m | 2m | 3m | |
周期(s) | 0.645 | 0.915 | 1.116 |
表 二 | 仅用一个钩码 | 研究周期与劲度系数关系 | ||
弹簧的个数(串数) | 1 | 2 | 3 | |
劲度系数(N/m) | K | K/2 | K/3 | |
周期(s) | 0.645 | 0.910 | 1.120 |
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一组同学用DIS研究“弹簧振子的振动周期和哪些因素有关”的探究过程如下:
A.有同学认为:弹簧振子的质量越大,惯性越大,周期也应该越大.也有同学认为周期跟劲度系数有关。
B.设计实验:装置如图甲。准备选用的器材有:力传感器、质量为m0的钩码若干个,劲度系数为K的轻质弹簧若干个(已知n个劲度系数为的弹簧串联后的劲度系数为)
C.实验过程如下:
用力将钩码向下拉一段距离后放手,钩码上下振动,力传感器上显示出力随时间的变化关系(如图乙),改变钩码的个数或用几个弹簧串联后反复实验,得到表一、表二的数据:
D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,对他们的假设进行了补充完善。问:
(1)上述科学探究活动中,属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是: 、 。
(2)用力传感器观测力随时间的变化关系,其目的是: 。
(3)周期T与弹簧振子质量的关系是: 。
周期T与弹簧劲度系数的关系是: 。
(4)如果,则周期表达式。
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DIS是由传感器、数据采集器、计算机、实验教学软件构成的数字化实验系统。某实验小组“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图(a)所示。实验时,将摆球(连同遮光片J)每次都从同一位置M下摆,传感器K分别固定在A、B、C、D采集数据,D点为摆球通过的最低点。在一次实验中以图象方式采集数据并分析实验结果,所显示的图象如图(b)所示。图象的横轴表示摆球距离D点的高度^,纵轴表示摆球的重力势能、动能或机械能E(不计空气阻力)。
(1)图(b)中的图象表示摆球重力势能EP随摆球距离D点的高度h变化关系的图线是_________(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(2)摆球在摆动过程中,重力所做功的最大值为_________J,摆球在距离D点的高度h=0.lm 处的速率为_________m/s(重力加速度取9.8)。
(3)从图(b)中的图象可以得出本实验的结论是:_________。
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