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:242 题号:15449332
用如图所示的装置研究“轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度形变量”的关系。在光滑的水平桌面上沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与一个小钢球接触。当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘。让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小钢球在空中飞行后落在水平地面上,水平距离为s(不计空气阻力,当地重力加速度为g)。

(1)若要计算弹簧的弹性势能还应测量的物理量有________。(用相应文字及物理量符号表示)
(2)弹簧的弹性势能与小钢球飞行的水平距离s及上述测量出的物理量之间的关系式为________。(用相关物理量符号来表示)

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【推荐1】为了测定一根轻弹簧压缩至最短时能储存的弹性势能,如图所示,将弹簧固定在带有光滑凹槽的轨道一端,并将轨道固定在水平桌面的边缘上。用钢球将弹簧压缩至最短,然后突然释放,钢球将沿轨道飞出桌面,实验时:

(1)需要测定的物理量是___________
A.弹簧的压缩量s                    B.钢球做平抛运动的水平位移x
C.钢球的质量m                      D.桌面距地面的高度h
(2)计算弹簧压缩至最短时弹性势能的表达式是Ep=___________(用上问所填的符号表示,重力加速度为g)。
2023-12-20更新 | 310次组卷
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【推荐2】某同学利用弹簧和小物块探究弹簧的弹性势能与弹簧形变量之间的关系,把弹簧放在带有刻度的水平桌面上,将弹簧的左端固定在桌面的“0”刻度处,弹簧的右端带有指针,弹簧处于自由状态时指针指示值为16.00cm,在0~16cm范围内桌面光滑.该同学进行如下操作:

(1)将物块靠近弹簧右端并缓慢压缩,当指针在如图1所示位置时,弹簧的长度为_____cm.记下弹簧的压缩量x,由静止释放物块,物块离开弹簧后,在桌面上滑行一段距离s停下,记下s值.
(2)改变弹簧的压缩量x,重复以上操作,得到多组数据如表所示.

根据表格中的数据,请在图2坐标纸中做出s﹣x2图象_______.由此得到弹性势能Epx2_____关系.
2017-10-24更新 | 132次组卷
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【推荐3】某同学利用如图1所示的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.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__________(填正确答案序号)
A.小球的质量m
B.小球抛出点到落地点的水平距离s
C.桌面到地面的高度h
D.弹簧的压缩量
E.弹簧原长
(2)用所选取的测量量和已知量表示,得______
(3)图2中的直线是实验测量得到的图线。从理论上可推出,如果h不变。m增加,图线的斜率会__________(填“增大”、“减小”或“不变”);如果m不变,h增加,图线的斜率会__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。由图中给出的直线关系和的表达式可知,__________次方成正比。
   
(4)对上述全过程,请根据动能定理、重力做功与重力势能的关系和弹簧弹力做功与弹性势能的关系,证明在该过程中系统机械能守恒_________________
2023-06-07更新 | 463次组卷
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