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資源介紹
2005~2021高中物理力學實驗-胡克定律類匯編打包
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2021年 廣東卷 202107
11.(2021·廣東卷,11)某興趣小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數。緩沖裝置如圖所示,固定在斜面上的透明有機玻璃管與水平面夾角為30°,彈簧固定在有機玻璃管底端。實驗過程如下:先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺,再將單個質量為200 g的鋼球(直徑略小于玻璃管內徑)逐個從管口滑進,每滑進一個鋼球,待彈簧靜止,記錄管內鋼球的個數n和彈簧上端對應的刻度尺示數Ln,數據如表所示。實驗過程中彈簧始終處于彈性限度內。采用逐差法計算彈簧壓縮量,進而計算其勁度系數。
n 1 2 3 4 5 6
Ln/cm 8.04 10.03 12.05 14.07 16.11 18.09
(1)利用ΔLi=Li+3-Li(i=1,2,3)計算彈簧的壓縮量:ΔL1=6.03 cm,ΔL2=6.08 cm,ΔL3= cm,壓縮量的平均值 = = cm;
(2)上述 是管中增加 個鋼球時產生的彈簧平均壓縮量;
(3)忽略摩擦,重力加速度g取9.80 m/s2,該彈簧的勁度系數為 N/m(結果保留3位有效數字)。
解析:(1)ΔL3=L6-L3=18.09 cm-12.05 cm=6.04 cm,壓縮量的平均值 = =6.05 cm。
(2)根據(1)問可知, 為增加3個鋼球時產生的平均壓縮量。
(3)根據胡克定律的推論可知,3mgsin θ=k ,代入數值解得k=48.6 N/m。
答案:(1)6.04 6.05 (2)3 (3)48.6
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