某同学查阅资料得知弹簧弹性势能的表达式为
(其中k是弹簧的劲度系数,x是形变量),他想通过下图所示的实验装置加以验证。有一轻质弹簧水平放置在气垫导轨上,左端固定,弹簧处于原长时另一端在O点处,右端紧靠滑块,但不连接。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/1/2453410922676224/2453896050130944/STEM/3e118529-6b4f-4545-8b76-e55c2ac0c795.png?resizew=322)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/1/2453410922676224/2453896050130944/STEM/7f028789-4b51-4012-8aa8-cd8b2d9557c9.png?resizew=349)
(1)其探究步骤如下:
①按图1所示安装好实验装置;
②用游标卡尺测量固定在滑块上的遮光条宽度d,其示数如图2所示,则d=____ mm;
③打开气源,将滑块放在导轨上,调节气垫导轨使之水平;
④滑块压缩弹簧至位置A(记下此时弹簧的压缩量x1)后由静止释放,记下遮光条通过光电门的时间 t1=8×10-3s,则滑块离开弹簧时的速度v1=_____ m/s(结果保留两位有效数字);
⑤重复以上步骤分别求得物体离开弹簧时的速度大小,v1取平均值;
⑥改变A点的位置,重复上面的实验,分别得到多组 x、v的值;
(2)如果弹性势能的表达式为
,摩擦阻力不计,则物体离开弹簧时的速度v随弹簧压缩量x的变化图线应该是______________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/70a034c92f8bf3527f40a11ac3ea3a47.png)
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(1)其探究步骤如下:
①按图1所示安装好实验装置;
②用游标卡尺测量固定在滑块上的遮光条宽度d,其示数如图2所示,则d=
③打开气源,将滑块放在导轨上,调节气垫导轨使之水平;
④滑块压缩弹簧至位置A(记下此时弹簧的压缩量x1)后由静止释放,记下遮光条通过光电门的时间 t1=8×10-3s,则滑块离开弹簧时的速度v1=
⑤重复以上步骤分别求得物体离开弹簧时的速度大小,v1取平均值;
⑥改变A点的位置,重复上面的实验,分别得到多组 x、v的值;
(2)如果弹性势能的表达式为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/70a034c92f8bf3527f40a11ac3ea3a47.png)
更新时间:2020-05-02 09:27:12
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【推荐1】如图所示,将轻弹簧放在光滑的水平轨道上,一端与轨道的A端固定在一起,另一端正好在轨道的B端处,轨道固定在水平桌面的边缘上,桌边悬一重锤,利用该装置可以找出弹簧压缩时具有的弹性势能与压缩量之间的关系。
(1)为完成实验,还需下列哪些器材?答:________________
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/12/4ea564ff-2d71-4075-bc32-d332f48588ef.png?resizew=234)
A.秒表
B.刻度尺
C.白纸
D.复写纸
E.小球
F.游标卡尺
(2)如果在实验中,得到弹簧压缩量x和小球离开桌面后的水平位移s的一些数据如下表,则得到的实验结论是_______________________________________________
(1)为完成实验,还需下列哪些器材?答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/12/4ea564ff-2d71-4075-bc32-d332f48588ef.png?resizew=234)
A.秒表
B.刻度尺
C.白纸
D.复写纸
E.小球
F.游标卡尺
(2)如果在实验中,得到弹簧压缩量x和小球离开桌面后的水平位移s的一些数据如下表,则得到的实验结论是
实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 |
x/cm | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 |
s/cm | 10.20 | 15.14 | 20.10 | 25.30 |
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【推荐2】某同学利用自己设计的弹簧弹射器测量弹簧的弹性势能,装置如图所示。水平放置的弹射器将质量为m的静止小球弹射出去,测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为t,甲、乙光电门间距为L,忽略一切阻力。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/9/14/1575924263157760/1575924263460864/STEM/7e830aae-c164-4cce-b329-bcb597270a54.png?resizew=211)
①小球被弹射出的速度大小v=___________ ,求得静止释放小球时弹簧弹性势能Ep=___________ (用题目中的字母符号表示)
②由于重力作用,小球被弹射出去后运动轨迹会向下有所偏转,这对实验结果___________ 影响(选填“有”或“无”)
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①小球被弹射出的速度大小v=
②由于重力作用,小球被弹射出去后运动轨迹会向下有所偏转,这对实验结果
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名校
【推荐3】如图所示,某探究小组设计了“探究橡皮筋的弹性势能与伸长量之间关系”的实验:现将一块长木板放在桌面上调至水平,橡皮筋一端固定在墙上,另一端被静止的小车拉长d,小车释放后沿长木板运动。带动穿过打点计时器的纸带,打点计时器所接交流电源的频率为50Hz,已知小车质量为0.10kg,(不计一切摩擦阻力)请回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/20/2488831587229696/2490219978735616/STEM/d489fced-d2f4-40a5-b026-d72e5d17de1b.png?resizew=209)
(1)关于弹性势能,下列说法正确的是_________ ;(填选项前面的字母)
A.弹簧伸长时有弹性势能,压缩时没有弹性势能
B.弹性限度范围内,同一个弹簧的形变量越大,弹性势能就越大
C.将弹簧压缩相同长度时,劲度系数越大的弹簧具有的弹性势能越小
D.只有弹簧发生弹性形变时才具有弹性势能,其他物体发生弹性形变时不具有弹性势能
(2)若实验进行了三组,每次小车由静止开始运动的位置不同(即橡皮筋的伸长量d不同),分别打出纸带,选择了三种类型的纸带如图乙所示(图中最上面的是直尺),根据纸带数据完成以下表格,其中
为小车被橡皮筋拉动的最大速度。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/20/2488831587229696/2490219978735616/STEM/98095189-e044-4cdf-a56a-bb5cdb85fb93.png?resizew=407)
_______ ;________ 。
(3)橡皮筋的弹性势能Ep与橡皮筋伸长量d之间的函数关系式是Ep=________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/20/2488831587229696/2490219978735616/STEM/d489fced-d2f4-40a5-b026-d72e5d17de1b.png?resizew=209)
(1)关于弹性势能,下列说法正确的是
A.弹簧伸长时有弹性势能,压缩时没有弹性势能
B.弹性限度范围内,同一个弹簧的形变量越大,弹性势能就越大
C.将弹簧压缩相同长度时,劲度系数越大的弹簧具有的弹性势能越小
D.只有弹簧发生弹性形变时才具有弹性势能,其他物体发生弹性形变时不具有弹性势能
(2)若实验进行了三组,每次小车由静止开始运动的位置不同(即橡皮筋的伸长量d不同),分别打出纸带,选择了三种类型的纸带如图乙所示(图中最上面的是直尺),根据纸带数据完成以下表格,其中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c2a957b19d429c58765e0716a7448591.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/20/2488831587229696/2490219978735616/STEM/98095189-e044-4cdf-a56a-bb5cdb85fb93.png?resizew=407)
实验序号 | 1 | 2 | 3 |
![]() | 20 | 10 | 5 |
![]() | ______ | 0.80 | _______ |
(3)橡皮筋的弹性势能Ep与橡皮筋伸长量d之间的函数关系式是Ep=
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实验题
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】某小组用如图所示的装置验证动量守恒的实验,在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧,弹簧压缩并锁定,在金属管两端各放置一个金属小球1和2(两球直径略小于管径且与弹簧不相连),现解除弹簧锁定,两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/16/2980787882229760/2980857888071680/STEM/ec0bc755-23d1-4654-a761-e72b74324023.png?resizew=323)
(1)除了要验证动量守恒,还要求出弹簧解除锁定前的弹性势能,则实验过程中必要的操作是____________ ;
①用天平测出两球质量
、![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1fbd67f60f04c278bdd867fdb3979dfb.png)
②用游标卡尺测出两个小球的直径
、![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b31ac1def558351e2e3ed1235c570530.png)
③用刻度尺测出小球1、小球2的落点到管口的水平距离![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bff60eab72de85437e12806474281612.png)
④用刻度尺测出两管口离地面的高度h
⑤解除弹簧锁定前弹簧的长度L
回答下列问题:
(2)利用上述测得的实验数据,验证动量守恒的表达式是_________________ ;
(3)已知当地重力加速度为g,弹簧解除锁定前的弹性势能是多少__________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/16/2980787882229760/2980857888071680/STEM/ec0bc755-23d1-4654-a761-e72b74324023.png?resizew=323)
(1)除了要验证动量守恒,还要求出弹簧解除锁定前的弹性势能,则实验过程中必要的操作是
①用天平测出两球质量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/77ab1256702aef4e9f1a5eb6c12ecc96.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1fbd67f60f04c278bdd867fdb3979dfb.png)
②用游标卡尺测出两个小球的直径
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5edf900c810371fb21297c15f86d8743.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b31ac1def558351e2e3ed1235c570530.png)
③用刻度尺测出小球1、小球2的落点到管口的水平距离
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bff60eab72de85437e12806474281612.png)
④用刻度尺测出两管口离地面的高度h
⑤解除弹簧锁定前弹簧的长度L
回答下列问题:
(2)利用上述测得的实验数据,验证动量守恒的表达式是
(3)已知当地重力加速度为g,弹簧解除锁定前的弹性势能是多少
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实验题
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(0.65)
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【推荐2】某同学用如图1所示的装置验证轻弹簧和小物块(带有遮光条)组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前,细线与弹簧和物块的栓接点(A、B)在同一水平线上,且弹簧处于原长。滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油,以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计,细线始终伸直。小物块连同遮光条的总质量为m,弹簧的劲度系数为k,弹性势能
(x为弹簧形变量),重力加速度为g,遮光条的宽度为d,小物块释放点与光电门之间的距离为l(d远远小于l)。现将小球由静止释放,记录物块通过光电门的时间t:
图像如图2所示,若在误差允许的范围内,
满足关系______ 时,可验证轻弹簧和小物块组成的系统机械能守恒?
(2)在(1)中条件下,l取某个值时,可以使物块通过光电门时的速度最大,速度最大值为______ (m、g、k表示),
(3)在(1)中条件下,
和
时,物块通过光电门时弹簧具有的两弹性势能分别为
、
,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3df1a2bceb49a426c998b9a1b8f13b40.png)
______ (用
、m、
、g表示)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7bdb8126d7c8480b83e411d7ca2b38f9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b57fc5b45792d70854f91a1496778cc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b57fc5b45792d70854f91a1496778cc8.png)
(2)在(1)中条件下,l取某个值时,可以使物块通过光电门时的速度最大,速度最大值为
(3)在(1)中条件下,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/832442b22094ee9c1e908c1e2acb6fc1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/59fbe9335cf2c484252388b0aa22511b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/af70a4fe79f17e6d008cebc0ebe4c9ad.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/719d869c92652bfeebb60b1b7aae471c.png)
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