组卷网 > 高中物理综合库 > 力学 > 功和能 > 重力势能和弹性势能 > 弹性势能 > 弹簧弹力做功与弹性势能的变化
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:507 题号:12451024
为探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系,某同学设计了如图( a )的实验装置。实验步骤如下:

①用游标卡尺测量滑块上遮光片的宽度 d,游标卡尺的示数如图( b );
②将水平弹簧的一端固定于水平气垫导轨的左侧;
③用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量 x
④释放滑块,记录滑块脱离弹簧后通过光电门的时间Δt,算出滑块的速度 v;
⑤重复步骤③④,作出 v x 的关系图像如图( c )。

回答下列问题:
(1)遮光片的宽度为___________ cm 。
(2)若Δt=3.0×10-2s,则滑块的速度为___________ m/s(保留两位有效数字)。
(3)由图( c )可知,vx___________关系。
(4)实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧压缩量的关系是___________

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【推荐1】某同学用如图1所示的装置研究弹簧的弹性势能,在气垫导轨上固定好轻质弹簧和光电门,将光电门与数字计时器连接(图中未画出),操作步骤如下:

(1)首先调节气垫导轨水平;
(2)选择宽度为d的遮光条;
(3)接通电源,用手向左侧推动滑块,使弹簧压缩到某一长度(弹簧处于弹性限度内),测出弹簧压缩量x
(4)将滑块由静止释放,读出滑块经过光电门时遮光条的挡光时间t,则此时滑块的速度为____________
(5)重复步骤(4)测出多组x及对应的t
(6)画出图像如图2所示,测得图像的斜率为k,滑块质量为m,则弹簧的弹性势能的表达式为____________。(用mdkx表示)
2022-06-29更新 | 305次组卷
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【推荐2】同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究,一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)所示.向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放:小球离开桌面后落到水平地面.通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.回答下列问题:

(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能与小球抛出时的动能相等.已知重力加速度大小为g,为求得,至少需要测量下列物理量中的___________
A.小球的质量m                      B.小球抛出点到落地点的水平距离x
C.桌面到地面的高度h             D.弹簧的压缩量x                  E.弹簧原长
(2)用(1)中所选取的测量量和已知量表示弹簧被压缩后的弹性势能,则弹性势能最大为Ep= _____________(用字母表示)
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【推荐3】某班物理小组计划用一台具有摄像功能的数码相机来研究弹簧做功的规律。该小组设计的装置如图甲所示,光滑水平桌面离地高度为H =0.8m,轻质弹簧左端固定于竖直挡板上,挡板到桌面右端的距离恰好等于弹簧的原长。

实验时将一质量为m=200g的小滑块(可视为质点)置于被压缩弹簧的右端,释放后小滑块在弹力的作用下向右运动,并离开桌面做平抛运动(不计空气阻力),用数码相机将滑块运动过程拍成视频,改变滑块的释放位置再拍,获得多个视频,每个视频都是由相同时间间隔的照片连贯而成,通过电脑将这些照片按时间顺序制作成频闪照片(如图乙所示),筛选出5张频闪照片,用刻度尺测得照片中的桌面离地高度h=50.0mm,再测出5张照片中的x和s,记录到下表中。取重力加速度g=10m/s2
频闪照片序号12345
x/mm4.08.012.016.018.0
s/mm32.064.295.9128.6143.3

(1)分析图乙中滑块的位置分布规律,可知该相机每秒能拍摄______张照片。
(2)根据表中数据在答题卡相应坐标图(如图丙)中画出s—x图像 _______

(3)若测得s—x图像的斜率为k,则弹簧对滑块的功W可以表示成_____
A. B. C. D.
2016-12-08更新 | 265次组卷
共计 平均难度:一般