某同学在资料中查得弹簧弹性势能表达式为(k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量),他利用如图甲所示的装置进行实验,水平放置的弹射装置将质量为m的小球弹射出去,测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为Δt,用刻度尺测出弹簧的压缩量为x,1、2光电门间距为L,则
(1)小球射出时速度大小为v=________ ,弹簧弹性势能Ep=________ 。(用题中的字母表示)
(2)该同学改变弹簧压缩量x,多次进行实验,利用测得数据,画出如图乙所示Ep与x2的关系图线,根据图线求得弹簧的劲度系数k=________ 。
(3)由于重力作用,小球被弹射出去后运动轨迹会向下偏转,这对实验结果________ (选填”有”或”无”)影响。
(1)小球射出时速度大小为v=
(2)该同学改变弹簧压缩量x,多次进行实验,利用测得数据,画出如图乙所示Ep与x2的关系图线,根据图线求得弹簧的劲度系数k=
(3)由于重力作用,小球被弹射出去后运动轨迹会向下偏转,这对实验结果
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更新时间:2020-06-06 22:46:42
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【知识点】 弹簧弹力做功与弹性势能的变化
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【推荐1】某研究性学习小组的同学设计实验探究轻质弹簧的相关特性。
(1)如图甲所示,将弹簧悬挂在铁架台上,保持弹簧轴线竖直,将刻度尺竖直固定在弹簧一侧;弹簧自然悬挂,待弹簧静止时,记下弹簧长度,弹簧下端挂上钩码时,弹簧长度记为;每次增加一个质量为的钩码,弹簧长度依次记为至。图乙是实验小组根据测得的数据所作的图象,纵轴是所加砝码的质量,横轴是弹簧长度与______ (填“”“”或“”)的差值,由图乙可知弹簧的劲度系数为______ 。(重力加速度取)
(2)学习小组利用如图丙所示实验装置研究此弹簧的弹性势能。将此弹簧一端固定在水平导轨左端的挡板上,另一端紧靠(不粘连)一质量为、带有挡光片的小滑块,将弹簧压缩到位置后由静止释放(弹簧在弹性限度内),测出小滑块上的挡光片通过光电门的时间为。已知挡光片的宽度为,滑块在通过光电门前已脱离弹簧,滑块在导轨上的运动可视为不受阻力,则滑块离开弹簧时的速度大小为_______ ,弹簧推动小滑块释放的弹性势能的表达式为________ 。
(1)如图甲所示,将弹簧悬挂在铁架台上,保持弹簧轴线竖直,将刻度尺竖直固定在弹簧一侧;弹簧自然悬挂,待弹簧静止时,记下弹簧长度,弹簧下端挂上钩码时,弹簧长度记为;每次增加一个质量为的钩码,弹簧长度依次记为至。图乙是实验小组根据测得的数据所作的图象,纵轴是所加砝码的质量,横轴是弹簧长度与
(2)学习小组利用如图丙所示实验装置研究此弹簧的弹性势能。将此弹簧一端固定在水平导轨左端的挡板上,另一端紧靠(不粘连)一质量为、带有挡光片的小滑块,将弹簧压缩到位置后由静止释放(弹簧在弹性限度内),测出小滑块上的挡光片通过光电门的时间为。已知挡光片的宽度为,滑块在通过光电门前已脱离弹簧,滑块在导轨上的运动可视为不受阻力,则滑块离开弹簧时的速度大小为
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【推荐2】理论分析可得出弹簧的弹性势能公式(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧长度的变化量)。为验证这一结论,A、B两位同学设计了以下的实验:①两位同学首先都进行了如图甲所示的实验:将一根轻质弹簧竖直挂起,在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球,稳定后测得弹簧伸长d。
②A同学完成步骤①后,接着进行了如图乙的实验:将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上,并把小铁球放在弹簧上,然后竖直地套上一根带有插销孔的长透明塑料管。利用插销压缩弹簧。拔掉插销时,弹簧对小球做功,使小球弹起,测得弹簧的压缩量和小铁球上升的最大高度H。
③B同学完成步骤①后,接着进行了如图丙的实验:将这根弹簧放在水平桌面上,一端固定在竖直的墙上,另一端被小铁球压缩,测得压缩量为x,释放弹簧后,小铁球从高为h的桌面上水平抛出,抛出的水平距离为L。
(1)A、B两位同学进行如图甲所示的实验目的是为了确定什么物理量?________,请用m、d、g表示所求的物理量____________________;
(2)如果成立,那么A同学测出的物理量x与d、H的关系式是:x=________,B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式是:x=____________;
(3)试分别分析A、B两位同学中,其中一位同学的实验误差的主要来源___________。
②A同学完成步骤①后,接着进行了如图乙的实验:将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上,并把小铁球放在弹簧上,然后竖直地套上一根带有插销孔的长透明塑料管。利用插销压缩弹簧。拔掉插销时,弹簧对小球做功,使小球弹起,测得弹簧的压缩量和小铁球上升的最大高度H。
③B同学完成步骤①后,接着进行了如图丙的实验:将这根弹簧放在水平桌面上,一端固定在竖直的墙上,另一端被小铁球压缩,测得压缩量为x,释放弹簧后,小铁球从高为h的桌面上水平抛出,抛出的水平距离为L。
(1)A、B两位同学进行如图甲所示的实验目的是为了确定什么物理量?________,请用m、d、g表示所求的物理量____________________;
(2)如果成立,那么A同学测出的物理量x与d、H的关系式是:x=________,B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式是:x=____________;
(3)试分别分析A、B两位同学中,其中一位同学的实验误差的主要来源___________。
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【推荐3】小明想探究弹性势能的大小与哪些因素有关.他利用一段弹簧、光滑轨道、物块A和B等器材进行实验.如图所示,用物块将弹簧压缩到一定程度后释放,物块沿轨道向左滑行,最高可冲到光滑斜面虚框处.
(1)实验时可通过观察同一滑块________________ 来判断弹性势能的大小.
(2)比较如图(a)、(b)两个实验可以初步得出,弹簧的弹性形变越大,具有的弹性势能就___________ .(填“越大”或“越小”).
(3)若物块冲上斜面的最大高度ha=hc<hb,弹性形变的大小la<lb=lc,则物块达到最高处所具有的重力势能Ea、Eb、Ec的大小关系是_____________ .
(1)实验时可通过观察同一滑块
(2)比较如图(a)、(b)两个实验可以初步得出,弹簧的弹性形变越大,具有的弹性势能就
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