(Ⅰ)一物理興趣小組利用學校實驗室的數(shù)字實驗系統(tǒng)探究物體作圓周運動時向心力與角速度、半徑的關(guān)系.
實驗序號 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
F/N |
2.42 |
1.90 |
1.43 |
0.97 |
0.76 |
0.50 |
0.23 |
0.06 |
ω/rad?s-1 |
28.8 |
25.7 |
22.0 |
18.0 |
15.9 |
13.0 |
8.5 |
4.3 |
①首先,他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運動,數(shù)字實驗系統(tǒng)通過測量和計算得到若干組向心力F和對應的角速度ω,如下表.請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖甲上繪出F-ω的關(guān)系圖象.
②通過對圖象的觀察,興趣小組的同學猜測F與ω
2成正比.你認為,可以通過進一步轉(zhuǎn)換,做出
F-ω2
F-ω2
關(guān)系圖象來確定他們的猜測是否正確.
③在證實了F∝ω
2之后,他們將砝碼做圓周運動的半徑r再分別調(diào)整為0.04m、0.12m,又得到了兩條F-ω圖象,他們將三次實驗得到的圖象放在一個坐標系中,如圖乙所示.通過對三條圖象的比較、分析、討論,他們得出F∝r的結(jié)論,你認為他們的依據(jù)是
做一條平行與縱軸的輔助線,觀察和圖象的交點中力的數(shù)值之比是否為1:2:3
做一條平行與縱軸的輔助線,觀察和圖象的交點中力的數(shù)值之比是否為1:2:3
.
④通過上述實驗,他們得出:做圓周運動的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學關(guān)系式是F=kω
2r,其中比例系數(shù)k的大小為
0.037
0.037
.(計算結(jié)果取2位有效數(shù)字)
(Ⅱ)某同學想測量某導電溶液的電阻率,先在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極(接觸電阻不計),兩電極相距L=0.700m,其間充滿待測的導電溶液.
用如下器材進行測量:
電壓表(量程l5V,內(nèi)阻約30kΩ); 電流表(量程300μA,內(nèi)阻約50Ω);
滑動變阻器(10Ω,1A); 電池組(電動勢E=12V,內(nèi)阻r=6Ω);
單刀單擲開關(guān)一個、導線若干.
下表是他測量通過管中導電液柱的電流及兩端電壓的實驗數(shù)據(jù).實驗中他還用20分度的游標卡尺測量了玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)果如圖2所示
U/V |
0 |
1.0 |
3.0 |
5.0 |
7.0 |
9.0 |
11.0 |
I/μA |
0 |
22 |
65 |
109 |
155 |
175 |
240 |
根據(jù)以上所述請回答下面的問題:
(1)玻璃管內(nèi)徑d的測量值為
30.75
30.75
mm;
(2)根據(jù)表1數(shù)據(jù)在圖3坐標中已描點,請作出U-I圖象,根據(jù)圖象求出電阻R=
4.4×104~4.8×104
4.4×104~4.8×104
Ω(保留兩位有效數(shù)字);
(3)計算導電溶液的電阻率表達式是ρ=
(用R、d、L表示)
(4)請在(圖l)中補畫出未連接的導線.