13.某興趣小組查閱資料獲知,彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T=2π$\sqrt{\frac{m}{k}}$(其中m是振子的質(zhì)量,k是彈簧的勁度系數(shù),彈簧質(zhì)量忽略不計(jì)),利用該規(guī)律可以測(cè)定物體的質(zhì)量.現(xiàn)有如下器材可供選擇:
一個(gè)帶有夾子的金屬塊A(總質(zhì)量m0為已知量);待測(cè)質(zhì)量的物體B;一根勁度系數(shù)未知的彈簧C;光電門傳感器和擋光片D;位移傳感器E;力傳感器F;數(shù)據(jù)采集器G;電腦H.
(1)本實(shí)驗(yàn)選用的器材:ABCDGH,(填寫器材后面的字母).根據(jù)選用的器材,簡(jiǎn)述測(cè)定系統(tǒng)振動(dòng)周期的方法:稍微向下拉一下金屬塊,讓金屬塊上下振動(dòng)起來(lái),利用光電門傳感器和擋光片D結(jié)合GH,求出振動(dòng)30次所用的時(shí)間,進(jìn)而求得振動(dòng)系統(tǒng)的周期.
(2)簡(jiǎn)述測(cè)量物體B的質(zhì)量的主要步驟(直接測(cè)量的物理量請(qǐng)用字母表示):
①不放B時(shí)使用DIS系統(tǒng)測(cè)出振動(dòng)周期T1
②將B固定在A上,使用DIS系統(tǒng)測(cè)出振動(dòng)周期T2
(3)根據(jù)直接測(cè)量的物理量,B的質(zhì)量mB=$\frac{{T}_{2}^{2}{-T}_{1}^{2}}{{T}_{1}^{2}}$m0

分析 (1)根據(jù)提供的器材,組合成測(cè)定振動(dòng)周期的裝置,故選器材為ABCDGH,稍微向下拉一下金屬塊,讓金屬塊上下振動(dòng)起來(lái),利用光電門傳感器和擋光片D結(jié)合GH,求出振動(dòng)30次所用的時(shí)間,進(jìn)而求得振動(dòng)系統(tǒng)的周期;
(2)分別測(cè)出不放B時(shí)和將B固定在A上時(shí)彈簧振子完成30次全振動(dòng)的時(shí)間.根據(jù)T=$\frac{t}{30}$求出彈簧振子的周期,根據(jù)彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式T=2π$\sqrt{\frac{m}{k}}$,求出待測(cè)物體質(zhì)量.

解答 解:(1)組合成測(cè)定振動(dòng)周期的裝置,故選器材為ABCDGH;
運(yùn)用累積法測(cè)量周期,稍微向下拉一下金屬塊,讓金屬塊上下振動(dòng)起來(lái),利用光電門傳感器和擋光片D結(jié)合GH,求出振動(dòng)30次所用的時(shí)間,進(jìn)而求得振動(dòng)系統(tǒng)的周期
(2)①運(yùn)用累積法測(cè)量周期:不放B時(shí)用秒表測(cè)出彈簧振子完成30次全振動(dòng)的時(shí)間t1,彈簧振子的周期T1=$\frac{{t}_{1}}{30}$
②將B固定在A上,用秒表測(cè)出彈簧振子完成30次全振動(dòng)的時(shí)間t2,彈簧振子的周期T2=$\frac{{t}_{2}}{30}$.
(3)利用彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式T=2π $\sqrt{\frac{m}{k}}$得:${T}_{1}=2π\(zhòng)sqrt{\frac{{m}_{0}}{k}}$,${T}_{2}=2π\(zhòng)sqrt{\frac{{m}_{0}{+m}_{B}}{k}}$,聯(lián)立解得,mB=$\frac{{T}_{2}^{2}{-T}_{1}^{2}}{{T}_{1}^{2}}$m0
故答案為:(1)A B C E(或D、或F)G H;稍微向下拉一下金屬塊,讓金屬塊上下振動(dòng)起來(lái),利用光電門傳感器和擋光片D結(jié)合GH,求出振動(dòng)30次所用的時(shí)間,進(jìn)而求得振動(dòng)系統(tǒng)的周期.
(2)①不放B時(shí)使用DIS系統(tǒng)測(cè)出振動(dòng)周期T1;②將B固定在A上,使用DIS系統(tǒng)測(cè)出振動(dòng)周期T2.           
  (3)$\frac{{T}_{2}^{2}{-T}_{1}^{2}}{{T}_{1}^{2}}$m0

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量振子的周期時(shí)不能只測(cè)一次全振動(dòng)時(shí)間作為振子的周期,誤差較大.此題考查運(yùn)用物理知識(shí)處理實(shí)際問題的能力

練習(xí)冊(cè)系列答案
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  熱風(fēng)時(shí)輸入功率460W
冷風(fēng)時(shí)輸入功率60W
小風(fēng)扇額定電壓60V
正常工作時(shí)小風(fēng)扇輸出功率52W
A.吹熱風(fēng)時(shí)觸片P與觸點(diǎn)b、c接觸
B.可由表格中數(shù)據(jù)計(jì)算出小風(fēng)扇的內(nèi)阻為60Ω
C.變壓器兩線圈的匝數(shù)比n1:n2=3:11
D.換用更長(zhǎng)的電熱絲(材料、粗細(xì)均不變),則吹的熱風(fēng)溫度更低

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A.變壓器的匝數(shù)比為U:U0
B.電流表的示數(shù)為$\frac{{{U}_{0}}^{2}}{RU}$
C.在圖示位置時(shí),發(fā)電機(jī)線圈的磁通量為$\frac{{\sqrt{2}U}}{2Nnπ}$
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