斜拉索桥比梁式桥具有更大的跨越能力,是现代大跨径桥梁的重要结构形式,桥的斜拉悬索主要承受拉力。某校研究性学习小组的同学们很想知道斜拉索桥的悬索能承受的最大拉力,但由于悬索很长,抗断拉力又很大,直接测量很困难,同学们则取来了同种材料制成的样品进行实验探究。由胡克定律可知,在弹性限度内,弹簧的弹力F与形变量x成正比,其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关。因而同学们猜想,悬索可能也遵循类似的规律。
①同学们准备象《探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间关系》的实验一样将样品竖直悬挂,再在其下端挂上不同重量的重物,来完成本实验。但有同学说悬索的重力是不可忽略的,为了避免悬索所受重力对实验的影响,你认为可行的措施应该是: 。
②经过同学们充分的讨论,不断完善实验方案后进行实验。最后实验取得数据如下:
分析样品C的数据可知,其所受拉力F(单位N)与伸长量x(单位m)之间遵循的函数关系式是F= ;对比各样品的实验数据可知,悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比,其比例系数与悬索长度 成正比、与悬索的横截面积 成正比。
科目:高中物理 来源: 题型:实验题
(5分)某同学在“研究平拋物体的运动”的实验中,通过描点法画出小球平拋运动的轨迹,并求出小球平拋运动的初速度.他先调整斜槽轨道使槽口末端水平,然后在方格纸上建立好直角坐标系xOy,将方格纸上的坐标原点O与轨道槽口末端重合,Oy轴与重锤线重合,Ox轴水平,如图13甲所示.实验中使小球每次都从斜槽同一高度由静止滚下,经过一段水平轨道后飞出.依次均匀下移水平挡板的位置,分别得到小球在挡板上的落点,并在方格纸上标出相应的点迹,再用平滑曲线将方格纸上的点迹连成小球的运动轨迹,如图乙所示.已知方格边长L=5 cm,重力加速度g=10 m/s2.则小球平拋的初速度v0=________m/s.(结果保留两位有效数字)
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在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带如图所示。A、B、C、D、E、F是该同学在纸带上选取的六个计数点,其中计数点间还有若干个点未标出,设相邻两个计数点间的时间间隔为T。该同学用刻度尺测出AC间的距离为,BD间的距离为,则打B点时小车运动的速度 ,小车运动的加速度 。
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在验证牛顿运动定律的实验中有如图(a)所示的装置,小车放在斜面上,车前端拴有不可伸长的细线,跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连,小车后面与打点计时器的纸带相连.开始时,小车停在靠近打点计时器的位置,重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离.启动计时器,释放重物,小车在重物牵引下,由静止开始沿斜面向上运动,重物落地后,小车会继续向上运动一段距离.打点计时器使用的交流电频率为50Hz. 图(b)中a、b、c是小车运动纸带上的三段,纸带运动方向如图箭头所示.
(1)根据所提供的纸带和数据,计算打c段纸带时小车的加速度大小为 m/s2(计算结果保留两位有效数字).
(2) 打a段纸带时,小车的加速度是2.5m/s2,请根据加速度的情况,判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的 两点之间.
(3) 若重力加速度取,由纸带数据可推算出重物m与小车的质量M比为m:M= .
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(6分)我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后,某课外活动小组对舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣。他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水,制作了如图所示的装置,准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系。要达到实验目的,需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的 和在橡皮条阻拦下前进的距离,还必须增加的一种实验器材是 。忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力,重力加速度已知,根据 定律(定理),可得到钢球被阻拦前的速率。
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近一种新出厂的游标卡尺,与普通游标卡尺不同,它游标尺的刻线看起就很“稀疏”,使得读数时清晰明了,方便了使用者正确读取数据。
(1)如果此游标尺的刻线是将“39mm等分成20份”那么它的准确度是 mm
(2)用游标卡尺测量某一物体的厚度,如图所示,那么它的正确读数是 mm
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在实验“研究匀变速直线运动”中,所用打点计时器的频率为50Hz,打出来的纸带上每5个点选取一个计数点并且标在纸带上方,记为O、A、B、C、D、E、F,并用直尺测量各段长度,OA=4.60cm,OB=10.01cm,OC=16.20cm,OD="23.19cm" ,OE=30.99cm,OF=39.61cm,如图所示,请利用测得的数据,计算并回答下列问题:(本题保留两位有效数字)
(1)计算E点处纸带的速度为 m/s。
(2)纸带反映物体的加速度应为 m/s2。
(3)打下O点时,纸带的速度 零( 选填“是”或者“不是”)。
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某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻弹簧竖直悬挂于某一深度为h=25.0 cm,且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内),如图上甲所示,如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端弹簧的长度l,现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数,该同学通过改变l而测出对应的弹力F,作出F-l变化的图线如上图乙所示,则弹簧的劲度系数为______N/m,弹簧的原长l0=______m.
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(8分)在做“练习使用打点计时器”的实验时,图中是某次实验的纸带,舍去前面比较密的点,从0点开始,每5个连续点取1个计数点,标以1、2、3…那么相邻两个计数点之间的时间间隔为________s,各计数点与0计数点之间的距离依次为x1=3.0cm、x2=7.5cm、x3=13.5cm,则物体通过1计数点的速度v1=________m/s,通过2计数点的速度v2=________m/s,运动的加速度为________m/s2。
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