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:1316 题号:15696620
疫情期间“停课不停学”,小明同学在家用如图(a)所示的实验装置测量一轻质弹簧劲度系数k。已知图中所给小球的质量为m,水平轨道可视为光滑,B处装有光电门,可测量小球经过光电门的时间。下面是小明进行的一次实验:

(1)用游标卡尺测量小球的直径d如图(b)所示,记录小球的直径d=___________cm;
(2)将弹簧左端固定在挡板上;让小球与弹簧接触并压缩弹簧,记录压缩量x
(3)由静止释放小球,测得小球通过光电门的时间t,则小球离开弹簧的速度v=___________;若已知弹簧弹性势能,k为劲度系数,x为形变量。则根据实验步骤中测得的物理量,可得k=___________。(用题中的mdxt表示)

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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,将轻质弹簧上端固定于铁架台上,在弹簧下端依次增加钩码的个数,测量出弹簧相应的长度(在弹性限度内),部分数据已填入表格中,由这些数据可得该弹簧的劲度系数k=_______N/m。(重力加速度g取10m/s2

钩码质量(g)

0

50

100

150

弹簧长度(cm)

6.50

8.50

10.50

12.50


(2)如图乙所示,将此轻质弹簧一端固定在水平木板左端的挡板上,另一端紧靠(不粘连)一质量为m、带有挡光片的小滑块,将弹簧压缩到位置P后由静止释放。当光电门到P点的距离x时(x大于弹簧压缩量),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d,则小滑块到达光电门时的动能表达式为Ek=____。只改变光电门的位置,测出多组数据(每次小滑块都能通过光电门),并作出Ek-x图像如图丙所示。已知该图线斜率的绝对值为k,纵轴截距为b,则可知小滑块与木板间的动摩擦因数为_______,释放小滑块时弹簧的弹性势能为________。(均用题给物理量字母表示)
2020-03-04更新 | 520次组卷
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【推荐2】某实验小组利用如图甲所示的实验装置,探究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系,光滑水平桌面距地面高为h,一轻质弹簧左端固定,右端与质量为m的小钢球接触,弹簧处于原长时,将小球向左推,压缩弹簧一段距离后由静止释放,在弹簧弹力的作用下,小球从桌子边缘水平飞出,小球落到位于水平地面的复写纸上,从而在复写纸下方的白纸P点留下痕迹.(已知重力加速度为g)

(1)实验测得小球的落点PO点的距离为l,那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能Ephlmg之间的关系式为________________
(2)改变弹簧压缩量进行多次实验,测量数据如下表所示,请在图乙坐标纸上作出xl图象______.
弹簧压缩量x/m0.0200.0400.0600.0800.1000.120
小球飞行水平距离l/m0.51.01.52.42.63.0

(3)由图象得出xl的关系式为__________;由实验得到弹簧弹性势能Ep与弹簧压缩量x之间的关系式为________
2017-10-30更新 | 311次组卷
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【推荐3】如图,用底部带孔的玻璃试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”,利用该实验器,一方面能测弹簧的劲度系数,另一方面可测量小球平抛运动初速度,还可以用来验证弹性势能大小与弹簧缩短量间的关系。

(1)用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的________________,然后由公式________求出k的平均值。
(2)由于弹簧缩短时弹性势能Ep的大小等于弹出的小球的初动能。因此用该装置可验证弹簧弹性势能Ep与弹簧缩短量x之间的关系是否满足Epx2,主要步骤如下,请排出合理顺序________
A.改变拉引细线的拉力即改变弹簧长度,从刻度尺读出x2x3…并求出对应小球初速度v2v3
B.调好装置,用手缓缓拉引拴住弹簧右端的细线,使弹簧缩短到某一位置,用刻度尺读出弹簧缩短量x1,并将小球轻推至管内弹簧端点处
C.突然释放细线,弹出的球平抛运动到复写纸上,留下痕迹,测出相关距离,求出小球初速度v1
D.分析数据,比较几次v2x2之间的关系,可得结论
2024-02-23更新 | 124次组卷
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