某探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律，实验装置如图甲所示，用长为L不可...

某探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律，实验装置如图甲所示，用长为L不可伸长的轻质细线悬挂一质量为m的实心金属小球，在悬点处装有拉力传感器，可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值，小球半径可忽略不计，已知重力加速度为g，实验过程如下：

①将小球拉离平衡位置某一高度h处无初速度释放，在传感器采集的数据中提取最大值为F；

②改变高度h，重复上述过程，获取多组摆动高度h与对应过程的拉力最大值F的数据；

③在F—h坐标系中描点连线。作出F与h关系图象如图乙实线所示。

(1)F与h的关系满足F=_________(用题目所给的字母表示)，说明小球摆动过程中机械能守恒；

(2)根据乙图中的实线，可知摆线长L=_______m．(计算结果保留两位有效数字，g取10m／s2)

(3)乙图中的虚线是另一探究小组作出的F—h图像，则两小组实验所使用的器材_______不同。(填“m”或“L”)

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探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律，实验装置如图所示．在悬点处装有拉力传感器，可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值．忽略摆线的质量和摆动过程中摆线长度的变化，重力加速度为g，实验过程如下：

（1）测量小球质量m和摆线长L；

（2）为了测量小球在最低点的速度大小，小组成员将小球拉至某一高度h处无初速释放，在传感器采集的数据中提取最大值为F，则小球在最低点的速度表达式为v=__（用F等测定的物理量符号表达），若考虑小球的大小不可忽略，则该速度的计算值与实际值相比较__（填写“偏大”、“偏小”或“相等”）．

（3）小球从释放到最低点的过程中机械能守恒的表达式为__．（用测定物理量的符号表达）

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某学习小组做探究向心力与向心加速度关系实验。实验装置如图甲：一轻质细线上端固定在拉力传感器O点，下端悬挂一质量为m的小钢球。小球从A点静止释放后绕O点在竖直面内沿着圆弧ABC摆动。已知重力加速度为g，主要实验步骤如下：

（1）用游标卡尺测出小球直径d；

（2）按图甲所示把实验器材安装调节好。当小球静止时，如图乙所示，毫米刻度尺0刻度与悬点O水平对齐（图中未画出），测得悬点O到球心的距离L=　　　　 m；

（3）利用拉力传感器和计算机，描绘出小球运动过程中细线拉力大小随时间变化的图线，如图丙所示。

（4）利用光电计时器（图中未画出）测出小球经过B点过程中，其直径的遮光时间为∆t；

可得小球经过B点瞬时速度为v =　　　　　　 （用d、∆t表示）。

（5）若向心力与向心加速度关系遵循牛顿第二定律，则小球通过B点时物理量m、v、L、g、F1（或F2）应满足的关系式为：　　　　　　　　　　　　　　　 。

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某实验小组为了探究功与动能变化的关系，利用如图所示的装置.在竖直墙上的A点安装一个拉力传感器，用不可伸长的柔软轻绳一端与质量为1.00 kg的小球C连接，另一端绕过小滑轮B(可以忽略滑轮大小)与传感器连接，定滑轮B与A等高，BD为水平参考线，测出BC间绳长L＝0.80 m.实验中，使绳始终处于绷直状态，将小球从距离BD线高h处由静止开始释放，从拉力传感器记录的拉力变化图线中读出拉力的最大值为F.改变h的值，记录下相应的最大拉力F，取H＝L－h，g＝9.80 m/s2，实验中得到的部分数据如下表所示.

(1)当H＝0.60 m时，小球的最大动能为________ J，此过程中外力做功为________ J；

(2)实验结论是：______________________________________________________

(3)根据实验结论，推导出F与H之间的关系为：__________________.

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某兴趣小组用如图甲所示实验装置完成探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系后做拓展研究。

请根据如下实验过程，完成相关实验内容：

(1)将轻质弹簧悬挂于铁架台，测得弹簧原长L0；

(2)在弹簧下端拴挂质量为m的钩码，待系统静止时，测得弹簧长度L；

(3)当地重力加速度为g，弹簧的劲度系数k=___________（用m、g、L0、L表示）；

(4)托起钩码使弹簧恢复原长，并由静止释放，测得弹簧拉伸的最大长度L＇。发现L＇＞L，于是进一步探究弹簧两次伸长量x0 = L -L0和 x = L＇-L0之间的关系；

(5)改变钩码个数，重复实验，得到多组x0、x数据，作出x—x0图象如图乙所示；

(6)由图乙可知 = ______，该小组换用不同弹簧进行同样实验，发现的值相同。

(7)通过分析，该小组得出了弹簧弹性势能的表达式：

①步骤(2)中，系统静止时，钩码受力平衡有mg =_____（用k、x0表示）；

②步骤(4)中，根据机械能守恒定律，弹簧被拉伸到最长时的弹性势能______（用m、g、x表示）；

③结合步骤(6)，劲度系数为k的弹簧伸长x时，对应的弹性势能Ep=______（用k、x表示）。

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在“验证机械能守恒定律”实验中，某研究小组采用了如图甲所示的实验装置。实验的主要步骤是：在一根不可伸长的细线一端系住一金属小球，另一端固定于竖直黑板上的O 点，记下小球静止时球心的位置O'，粗略测得OO'两点之间的距离约为0．5m，通过O'作出一条水平线PQ。在O'附近位置放置一个光电门，以记下小球通过O'时的挡光时间。现将小球拉离至球心距PQ 高度为h 处由静止释放，记下小球恰好通过光电门时的挡光时间t。重复实验若干次。问：

（1）如图乙，用游标卡尺测得小球的直径d= ________cm

（2）多次测量记录h 与△t 数值如下表：

请在答题纸的坐标图中作出与h 的图像，指出图像的特征________，并解释形成的原因________。

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在“验证机械能守恒定律”实验中，某研究小组采用了如图甲所示的实验装置。实验的主要步骤是：在一根不可伸长的细线一端系住一金属小球，另一端固定于竖直黑板上的O 点，记下小球静止时球心的位置O'，粗略测得OO'两点之间的距离约为0．5m，通过O'作出一条水平线PQ。在O'附近位置放置一个光电门，以记下小球通过O'时的挡光时间。现将小球拉离至球心距PQ 高度为h 处由静止释放，记下小球恰好通过光电门时的挡光时间t。重复实验若干次。问：

（1）如图乙，用游标卡尺测得小球的直径d= ________mm

（2）多次测量记录h 与△t 数值如下表：

请在答题纸的坐标图中作出与h 的图像________，指出图像的特征________，并解释形成的原因________。

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某探究小组险证机械能守恒定律的装置如图所示，细线端拴一个球，另一端连接力传感器，固定在天花板上，传感器可记录球在摆动过程中细线拉力大小，用量角器量出释放球时细线与竖直方向的夹角，用天平测出球的质量为m。重力加速度为g。

（1）用游标卡尺测出小球直径如图所示，读数为_________mm；

（2）将球拉至图示位置，细线与竖直方向夹角为θ，静止释放球，发现细线拉力在球摆动过程中作周期性变化。为求出球在最低点的速度大小，应读取拉力的_________(选填“最大值”或“最小值")，其值为F。

（3）球从静止释放运动到最低点过程中，满足机械能守恒的关系式为_________(用测定物理量的符号表示)。

（4）关于该实验，下列说法中正确的有_______。

A．细线要选择伸缩性小的

B．球尽量选择密度大的

C．不必测出球的质量和细线的长度

D．可以直接用弹簧测力计代替力传感器进行实验

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某探究小组险证机械能守恒定律的装置如图所示，细线端拴一个球，另一端连接力传感器，固定在天花板上，传感器可记录球在摆动过程中细线拉力大小，用量角器量出释放球时细线与竖直方向的夹角，用天平测出球的质量为m。重力加速度为g。

（1）用游标卡尺测出小球直径如图所示，读数为_________mm；

（2）将球拉至图示位置，细线与竖直方向夹角为θ，静止释放球，发现细线拉力在球摆动过程中作周期性变化。为求出球在最低点的速度大小，应读取拉力的_________(选填“最大值”或“最小值")，其值为F。

（3）球从静止释放运动到最低点过程中，满足机械能守恒的关系式为_________(用测定物理量的符号表示)。

（4）关于该实验，下列说法中正确的有_______。

A．细线要选择伸缩性小的

B．球尽量选择密度大的

C．不必测出球的质量和细线的长度

D．可以直接用弹簧测力计代替力传感器进行实验

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为了验证机械能守恒，某同学设计了如下实验，将一段不可伸长的轻质小绳一端与力的传感器相连固定在O点，另一端连接一个小钢球，力的传感器可以实时记录绳所受的拉力大小。

(1)让小钢球自由悬挂处于静止状态，力的传感器显示示数稳定为T1;

(2)将小钢球拉至一侧使绳水平拉直，然后由静止释放，小球在向下摆至最低点的过程中, 力的传感器显示示数逐渐_______(填“变大”、“变小”)；记录下小球在最低点时传感器的示数为T2；

(3)若绳子悬点到小球球心的距离为L,则在最低点时小球的动能为______(用T1、T2和L表达);

(4)为了验证机械能守恒，__________填“需要”、“不需要” )测出绳子悬点到小球球心的距离。

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