一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一小钢球接触;桌边悬一重锤,地面垫上白纸。当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示。让钢球向左压缩弹簧一段距离x后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为S。(重力加速度为g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/5/fecc9264-edf5-40d8-b25e-67dbfb09a40d.png?resizew=216)
(1)为完成实验,还需下列哪些器材___________
A.秒表 B.刻度尺 C.打点计时器 D.复写纸
(2)请你推导出弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h,水平距离S等物理量的关系式:___________ 。
(3)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离S的实验数据如下表所示:
从上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间的关系:___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/5/fecc9264-edf5-40d8-b25e-67dbfb09a40d.png?resizew=216)
(1)为完成实验,还需下列哪些器材
A.秒表 B.刻度尺 C.打点计时器 D.复写纸
(2)请你推导出弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h,水平距离S等物理量的关系式:
(3)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离S的实验数据如下表所示:
弹簧长度压缩量x(cm) | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
钢球飞行水平距离S(m) | 1.01 | 1.50 | 2.01 | 2.48 | 3.01 | 3.50 |
更新时间:2016-12-08 20:41:02
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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】小明同学用如图(a)所示的实验装置测量弹簧劲度系数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:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/14/2872363683528704/2873272573665280/STEM/22e959e9-72e6-4ef3-83f0-5410223dc3e4.png?resizew=412)
(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=5.00ms,则小球离开弹簧的速度v=_______ m/s;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,则可得k=_____ 。(用题中的m、d、x、t表示)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/14/2872363683528704/2873272573665280/STEM/22e959e9-72e6-4ef3-83f0-5410223dc3e4.png?resizew=412)
(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=
(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=5.00ms,则小球离开弹簧的速度v=
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【推荐2】一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示.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,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为S.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/30/38ba0984-de52-4a66-8693-f59b10abb684.png?resizew=188)
(1)小钢球从桌子边缘水平飞出时的速度大小是多少?_______ (用h、S、g表示)
(2)请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h,水平距离S,重力加速度g等物理量的关系式:_______________________________ .
(3)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空气中飞行的水平距离S的实验数据如下表所示:
从上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧长度的压缩量x之间的关系__________________ .
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/30/38ba0984-de52-4a66-8693-f59b10abb684.png?resizew=188)
(1)小钢球从桌子边缘水平飞出时的速度大小是多少?
(2)请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h,水平距离S,重力加速度g等物理量的关系式:
(3)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空气中飞行的水平距离S的实验数据如下表所示:
弹簧长度压缩量x(cm) | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
钢球飞行水平距离S(m) | 1.01 | 1.50 | 2.01 | 2.48 | 3.01 | 3.50 |
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【推荐3】一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一小钢球接触。当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示。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,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为S。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/22/2490083612598272/2490687910395904/STEM/5cef7136-767f-44c4-a20a-d05eba76ff70.png?resizew=214)
(1)小钢球从桌子边缘水平飞出时的速度大小是多少?________ 。(用h、S、g表示)
(2)请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m,桌面离地面高度h,水平距离S,重力加速度g等物理量的表达式:________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/22/2490083612598272/2490687910395904/STEM/5cef7136-767f-44c4-a20a-d05eba76ff70.png?resizew=214)
(1)小钢球从桌子边缘水平飞出时的速度大小是多少?
(2)请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m,桌面离地面高度h,水平距离S,重力加速度g等物理量的表达式:
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