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  • 1. (2024·湖南) 在太空,物体完全失重,用天平无法测量质量。如图,某同学设计了一个动力学方法测量物体质量的实验方案,主要实验仪器包括:气垫导轨、滑块、轻弹簧、标准砝码、光电计时器和待测物体,主要步骤如下:


    (1)调平气垫导轨,将弹簧左端连接气垫导轨左端,右端连接滑块;
    (2)将滑块拉至离平衡位置 20cm 处由静止释放,滑块第 1 次经过平衡位置处开始计时,第 21 次经过平衡位置时停止计时,由此测得弹簧振子的振动周期 T;
    (3)将质量为 m 的砝码固定在滑块上,重复步骤(2);
    (4)依次增加砝码质量 m,测出对应的周期 T,实验数据如下表所示,在图中绘制 T2—m关系图线

    m/kg

    T/s

    T2/s2

    0.000

    0.632

    0.399

    0.050

    0.775

    0.601

    0.100

    0.893

    0.797

    0.150

    1.001

    1.002

    0.200

    1.105

    1.221

    0.250

    1.175

    1.381


    (5)由T2—m图像可知,弹簧振子振动周期的平方与砝码质量的关系是(填“线性的”或“非线性的”);
    (6)取下砝码后,将待测物体固定在滑块上,测量周期并得到 T2= 0.880s2 , 则待测物体质量是kg(保留 3 位有效数字);
    (7)若换一个质量较小的滑块重做上述实验,所得 T2—m 图线与原图线相比将沿纵轴移动(填“正方向”“负方向”或“不”)。

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