某同學(xué)設(shè)計了一個測物體質(zhì)量的裝置，如圖11-2-13所示，其中P是光滑水平面，k是輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)，A是質(zhì)量為M的帶夾子的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量金屬塊，Q是待測物體，已知該裝置的彈簧振子做簡諧振動的周期為，其中，m是振子的質(zhì)量，k是與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)的常數(shù)，當(dāng)只有A物體振動時，測得其振動周期為T1，將待測物體Q固定在A上后振動周期為T2，則待測物體的質(zhì)量為多少？這種裝置比天平優(yōu)越之處是什么？

圖11-2-13

（1）

（2）可在完全失重狀態(tài)下使用


解析:

本題是一個信息題，考查彈簧振子的周期公式在生產(chǎn)、生活中的具體應(yīng)用.

（1）由題意知：                                                   ①

設(shè)物體Q質(zhì)量為m，則

                                                             ②

解①②得.

(2)由于天平在完全失重狀態(tài)下無法測量物體的質(zhì)量，而此裝置可以在完全失重狀態(tài)下測量物體的質(zhì)量.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）繞固定軸轉(zhuǎn)動的物體也有動能，稱為轉(zhuǎn)動動能，其表達式為EK=
1
2
Iω2，其中ω為物體轉(zhuǎn)動的角速度，I稱為轉(zhuǎn)動慣量．某人利用下面的實驗如圖1來測量一個均勻圓盤繞其
中心軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動慣量．用一根光滑的軸穿過待測圓盤中心，將圓盤懸掛起來，在其邊緣上用輕細(xì)線纏繞若干圈，線的一端固定在盤的邊緣，另一端連接一個物塊，讓物塊由靜止開始下落．已知下落過程中物塊做勻加速運動，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間．
①實驗中，除了用米尺和秒表分別測量物塊從靜止下落的高度h和對應(yīng)的時間t外，還需要測定的物理量是
AC
AC

A．物塊的質(zhì)量m   B．圓盤的質(zhì)量M    C．圓盤的半徑R     D．物塊下落h高度時的速度v
②用h、t和你在①中所選擇的物理量表達轉(zhuǎn)動慣量的表達式為I=
mR2(gt2-2h)
2h
mR2(gt2-2h)
2h
．
③由于物塊下落過程中存在摩擦，實際上上述實驗所測得的轉(zhuǎn)動慣量與真實值比較
A
A

A．偏大         B．偏小          C．摩擦力不影響測量
（2）某實驗室提供的實驗器材如下：
A．一節(jié)干電池E（電動勢1.5V，內(nèi)阻約0.5Ω）
B．一個電壓表V（量程0～1V，內(nèi)阻約1KΩ）
C．一個電流表mA（量程0～4mA，內(nèi)阻在60Ω～90Ω之間）
D．一個定值電阻R0（電阻200Ω，允許通過的最大電流為0.5A）
E．一個滑動變阻器R（電阻0～10Ω，允許通過的最大電流為1A）
F．一個單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干
為了擴大其中電流表mA的量程，需要先測量出電流表的內(nèi)阻．為此，某同學(xué)根據(jù)提供的器材設(shè)計了一種利用伏安法進行測量的較為合理的電路，并在實驗中正確操作，測出了幾組數(shù)據(jù)，作出了電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I的關(guān)系圖線，如圖2．
①請你根據(jù)提供的器材和該同學(xué)的測量數(shù)據(jù)在如圖3虛線框中畫出該同學(xué)設(shè)計的實驗電路圖（需要標(biāo)注個元件的符號）
②該同學(xué)測出的mA表的內(nèi)阻為
85.7
85.7
Ω（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2012?珠海二模）（1）某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置測量重力加速度．
①請指出該同學(xué)在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤：a
打點計時器應(yīng)接交流電源
打點計時器應(yīng)接交流電源
；b
重物釋放時應(yīng)緊靠打點計時器
重物釋放時應(yīng)緊靠打點計時器
．
②該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個點，測得h1、h2、h3、h4、h5．若打點的周期為T，則打E點時速度為 vE=
(h5-h3)
2T
(h5-h3)
2T
；若分別計算出各計數(shù)點對應(yīng)的速度數(shù)值，并在坐標(biāo)系中畫出v2與h的關(guān)系圖線，如圖丙所示，則重力加速度 g=
9.4
9.4
m/s2．
③若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎禐?.8m/s2，請寫出誤差的主要原因
紙帶通過打點計時器時的摩擦阻力
紙帶通過打點計時器時的摩擦阻力
．

（2）測量電阻絲的電阻率ρ，電阻絲的電阻約為20Ω．先把電阻絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線柱a和b上，在電阻絲上夾上一個與接線柱c相連的小金屬夾，沿電阻絲移動金屬夾，可改變其與電阻絲接觸點P的位置，從而改變接入電路中電阻絲的長度．可供選擇的器材還有：
電池組E（電動勢為3.0V，內(nèi)阻約1Ω）；
電流表A1（量程0～100mA，內(nèi)阻約5Ω）；
電流表A2（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω）；
電阻箱R（0～999.9Ω）；
開關(guān)、導(dǎo)線若干．
實驗操作步驟如下：
A．用螺旋測微器在電阻絲上三個不同的位置分別測量電阻絲的直徑；
B．根據(jù)所提供的實驗器材，設(shè)計并連接好如圖甲所示的實驗電路；
C．調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大，閉合開關(guān)；
D．將金屬夾夾在電阻絲上某位置，調(diào)整電阻箱接入電路中的電阻值，使電流表滿偏，記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L；
E．改變金屬夾與電阻絲接觸點的位置，調(diào)整電阻箱接入電路中的阻值，使電流表再次滿偏．重復(fù)多次，記錄每一次的R和L數(shù)據(jù)．
F．?dāng)嚅_開關(guān)．
①如圖乙，用螺旋測微器測量電阻絲直徑為d=
0.730
0.730
 mm；
②電流表應(yīng)選擇
A1
A1
（選填“A1”或“A2”）；
③用記錄的多組R和L的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示圖線，截距分別為R0和L0，再結(jié)合測出的電阻絲直徑d，寫出電阻絲的電阻率表達式 ρ=
πd2R0
4L0
πd2R0
4L0
（用給定的字母表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學(xué)生用力電轉(zhuǎn)換器測量一物體的質(zhì)量，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為k），如圖所示．測量時先調(diào)節(jié)輸人端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為零；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U。

現(xiàn)有器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的祛碼、電壓表、滑動變阻器、蓄電池各一個、電鍵及導(dǎo)線若干、待測物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上），完成對物體質(zhì)量的測量．
(1)該同學(xué)設(shè)計了下列（甲）、（乙）兩個電路．為了使力電轉(zhuǎn)換器的輸人電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，應(yīng)選______________電路．

(2)下圖是所用器材的實物示意圖．根據(jù)選用的電路圖，試在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線，連接為進行測量的實驗電路．

（3）該同學(xué)的測量步驟為：
①調(diào)節(jié)滑動變阻器，使轉(zhuǎn)換器輸出電壓為零；
②將祛碼放在轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓U0 ；
③將待測物放在轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓Ul；
則比例系數(shù)k＝________________，待測物體的質(zhì)量為：________________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

為了研究一根彈性繩的性能，某同學(xué)設(shè)計了一個簡單裝置――把一個物體系在彈性繩上懸掛在O點上。并在這個物體上安裝有位移傳感器，用以測量它在不同時刻下落的高度和速度。實驗前他首先測出物體的總質(zhì)量為5kg，彈性繩不伸長時的長度為12m�，F(xiàn)把物體從O點靜止釋放，根據(jù)傳感器測到的數(shù)據(jù)，可以利用計算機作出如圖所示的速度―位移圖象。不考慮空氣阻力及繩的重力不計，重力加速度取10m/s2。則物體下落到最低點時繩的彈性勢能為           J，彈性繩的平均拉力為          N．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（08年南昌市一模）為了研究一根彈性繩的性能，某同學(xué)設(shè)計了一個簡單裝置――把一個物體系在彈性繩上懸掛在O點上，并在這個物體上安裝有位移傳感器，用以測量它在不同時刻下落的高度和速度。實驗前他首先測出物體的總質(zhì)量為5kg，彈性繩不伸長時的長度為12m�，F(xiàn)把物體從O點靜止釋放，根據(jù)傳感器測到的數(shù)據(jù)，可以利用計算機作出如圖所示的速度―位移圖象。不考慮空氣阻力及繩的重力不計，重力加速度取10m/s2。則物體下落到最低點時繩的彈性勢能為           J，彈性繩的平均拉力為          N．

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