1、(2021·T8高中名校八省市第一次新高考适应性考试)2020年12月8日,中尼两国共同宣布了珠穆朗玛峰的最新高度为海拔8848.86米,此次珠峰高度测量实现了北斗卫星导航系统首次应用、首次实测珠峰峰顶重力值等多项第一。同时,雪深探测雷达、重力仪、超长距离测距仪等一大批国产现代测量设备纷纷亮相。重力仪的内部包含了由弹簧组成的静力平衡系统。
为测量某弹簧劲度系数,某探究小组设计了如下实验,实验装置如下图(1)图(2)所示,角度传感器与可转动“T”形螺杆相连,“T”形螺杆上套有螺母,螺母上固定有一个力传感器,力传感器套在左右两个固定的套杆(图2中未画出)上,弹簧的一端挂在力传感器下端挂钩上,另一端与铁架台底座的固定点相连。当角度传感器顶端转盘带动“T”形螺杆转动时,力传感器会随着“T”形螺杆旋转而上下平移,弹簧长度也随之发生变化。
(1)已知“T”形螺杆的螺纹间距d=4.0×10-3m,当其旋转300°时,力传感器在竖直方向移动______m。(结果保留2位有效数字)
(2)该探究小组操作步骤如下:
①旋转螺杆使初状态弹簧长度大于原长。
②记录初状态力传感器示数F0以及角度传感器示数θ0.
③旋转“T”形螺杆使弹簧长度增加,待稳定后,记录力传感器示数F1,其增加值△F1=F1-F0;角度传感器示数θ1,其增加值△θ1=θ1-θ0。
④多次旋转“T”形螺杆,重复步骤③的操作,在表格中记录多组△F、△θ值:
序号
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△F(单位:N)
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△θ(单位:°)
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1
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0.121
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499.7
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2
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0.247
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999.9
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3
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0.373
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1500.5
|
4
|
0.498
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2000.2
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5
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0.623
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2500.6
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6
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0.747
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3000.3
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下图已描出5个点,请将剩余点在图中描出并连线。( )
⑤用△F、△θ(单位为度)、d三个量计算弹簧劲度系数k的表达式为____________;结合图线算出弹簧的劲度系数k=____________N/m。(结果保留2位有效数字)