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。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/5/12/1575873028612096/1575873028841472/STEM/8bad2ea8-226c-49b0-8fdf-5af1dca8bbfd.png?resizew=676)
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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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
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(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___________。
更新时间:2016-12-08 21:04:47
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【推荐1】在研究平抛物体运动的实验中,右图为小球做平抛运动闪光照片的一部分,图中每一小正方格边长L=5cm,g取10m/s2。则
(1)小球平抛时的初速度是______ m/s。
(2)闪光的频率为f=______ 次/秒。
(3)若小球质量m=200克,则小球经过B点时重力的瞬时功率是______ ,动能是______ 。
(1)小球平抛时的初速度是
(2)闪光的频率为f=
(3)若小球质量m=200克,则小球经过B点时重力的瞬时功率是
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【推荐2】某同学准备测量物块与水平桌面的动摩擦因数,但缺少测量速度的装置,所以该同学借助平抛运动进行测速。如图1所示,电动滑块可在水平滑轨上左右运动,电动滑块下方有拨片能够提供恒定推力
。物块开始静止在距离桌面边缘s处,启动电动滑块推动物块运动,物块运动至桌面边缘处水平抛出,落在桌面正下方h处的水平地面上,物块落地位置到桌面边缘水平距离为x,重力加速度为g。则:
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(1)物块从桌面水平抛出的初速度v=______ (用题中符号表示);
(2)关于实验,下列说法正确的是______ ;
A.实验中不需要测量物块的质量m
B.实验中需要测量物块的质量m
C.实验中需要改变s和h,多次实验水平桌面
D.实验中需要改变s,多次实验
(3)该同学多次实验后绘制出如图2所示的图像,图2中的纵轴
所表示的物理量为______ (选填“
”、“
”、“
”),结合图2中图像的数据(
,
),可得物块与桌面之间的动摩擦因数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ec0719844e0261af3b625d9673e5926.png)
______ 。
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(1)物块从桌面水平抛出的初速度v=
(2)关于实验,下列说法正确的是
A.实验中不需要测量物块的质量m
B.实验中需要测量物块的质量m
C.实验中需要改变s和h,多次实验水平桌面
D.实验中需要改变s,多次实验
(3)该同学多次实验后绘制出如图2所示的图像,图2中的纵轴
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【推荐3】两个同学根据不同的实验条件,做了“探究平抛运动规律”的实验。
(1)甲同学采用如图甲所示的装置,用小锤击打弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤击打的力度,即改变A球被弹出时的速度大小,两球仍然同时落地,这说明______ ;
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/15/2958596433985536/2959451347730432/STEM/2b935816-7777-4c33-a4ce-82ee5fea2bb3.png?resizew=299)
(2)乙同学采用频闪照相法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片,图中每个小方格的边长为L=2.5cm,重力加速度g取10m/s2.则该小球做平抛运动的初速度大小为______ m/s,小球运动到C位置时已在空中运动了______ s。
(1)甲同学采用如图甲所示的装置,用小锤击打弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤击打的力度,即改变A球被弹出时的速度大小,两球仍然同时落地,这说明
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(2)乙同学采用频闪照相法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片,图中每个小方格的边长为L=2.5cm,重力加速度g取10m/s2.则该小球做平抛运动的初速度大小为
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【推荐1】某实验小组探究轻质弹簧弹性势能与其形变量关系的实验装置如图甲所示。气垫导轨固定在水平桌面上,原长L=20cm的轻质弹簧一端固定在气垫导轨右端的挡板上,处于原长时另一端刚好与带有遮光条的滑块接触。弹簧与滑块不拴接,滑块处于静止状态。向右推动滑块压缩弹簧,然后将滑块由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间为t。已知遮光条及滑块的总质量M=0.5kg,遮光条的宽度d=8mm。不考虑滑块反弹,弹簧始终在弹性限度内。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/16/2924960499195904/2926187093442560/STEM/c60eb282-b16b-44b4-a9f9-c3f9a06a3945.png?resizew=434)
(1)将实验中的轻质弹簧竖直悬挂,在其下端挂上一个质量为200g的重物。弹簧左侧刻度尺的零刻线与弹簧上端对齐。重物稳定时弹簧末端指针的位置如图乙所示。指针所指的刻度值为___________ cm;弹簧的劲度系数k=___________ N/m。(取g=10m/s2)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/16/2924960499195904/2926187093442560/STEM/a6b50824-c205-44c7-8a96-7464285c1887.png?resizew=241)
(2)若某次实验中,测得遮光条经过光电门的挡光时间t=0.005s,则滑块经过光电门时的速度大小v=___________ m/s;释放滑块时弹簧储存的弹性势能为___________ J。
(3)实验小组将所测弹簧的形变量△L及相应弹性势能Ep的实验数据填在下表中。实验小组观察数据后,预测弹簧的弹性势能与其相应的形变量的平方成线性关系。请你在图丙坐标纸上补齐未画出的数据点,并绘出Ep—△L2图线。( )
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/16/2924960499195904/2926187093442560/STEM/8f8d3c2c-b1ac-4ea6-bfe6-32390415056f.png?resizew=459)
(4)Ep-△L2图线的斜率为___________ N/m。(结果保留三位有效数字)
(5)通过以上实验可得出结论:在误差允许的范围内,弹簧的弹性势能Ep=___________ 。(用k和△L表示)
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(1)将实验中的轻质弹簧竖直悬挂,在其下端挂上一个质量为200g的重物。弹簧左侧刻度尺的零刻线与弹簧上端对齐。重物稳定时弹簧末端指针的位置如图乙所示。指针所指的刻度值为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/16/2924960499195904/2926187093442560/STEM/a6b50824-c205-44c7-8a96-7464285c1887.png?resizew=241)
(2)若某次实验中,测得遮光条经过光电门的挡光时间t=0.005s,则滑块经过光电门时的速度大小v=
(3)实验小组将所测弹簧的形变量△L及相应弹性势能Ep的实验数据填在下表中。实验小组观察数据后,预测弹簧的弹性势能与其相应的形变量的平方成线性关系。请你在图丙坐标纸上补齐未画出的数据点,并绘出Ep—△L2图线。
△L/(10-2m) | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
Ep/(10-2J) | 3.9 | 15.9 | 32.8 | 63.8 | 99.7 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/16/2924960499195904/2926187093442560/STEM/8f8d3c2c-b1ac-4ea6-bfe6-32390415056f.png?resizew=459)
(4)Ep-△L2图线的斜率为
(5)通过以上实验可得出结论:在误差允许的范围内,弹簧的弹性势能Ep=
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(0.65)
【推荐2】用如图甲所示的装置测量弹簧的弹性势能.将处于自然状态的一根弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点;在O点右侧的B处安装一个光电门,计时器(图中未画出)与光电门相连.用带有遮光条的滑块压缩弹簧到某位置A,静止释放,光电门遮光条的宽度为d,并记录的遮光时间为∆t.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/7/1dac4d1d-a064-4961-96e0-0d8551e48347.png?resizew=393)
(1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则宽度为_________ mm;
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/7/a5921d3d-3166-4146-9e5f-f636aaf0ac2a.png?resizew=152)
(2)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_______ (用题目中的物理量表示);
(3)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量_______ .
A.弹簧原长l0
B.当地重力加速度g
C.滑块(含遮光条)的质量m
D.A、O之间的距离x
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/7/1dac4d1d-a064-4961-96e0-0d8551e48347.png?resizew=393)
(1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则宽度为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/7/a5921d3d-3166-4146-9e5f-f636aaf0ac2a.png?resizew=152)
(2)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是
(3)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量
A.弹簧原长l0
B.当地重力加速度g
C.滑块(含遮光条)的质量m
D.A、O之间的距离x
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【推荐3】如图甲所示,利用光电门、遮光片组合可以探究弹簧的弹性势能与形变量的关系,弹簧的右端固定在木板上,弹簧的左端放置一小滑块(与弹簧不拴接),滑块的上方有一宽度为d的遮光片,弹簧左端原长位置O处固定一光电门,光电门上连接有计时器(图中未画出),已知滑块连间遮光片的总质量为m,当地的重力加速度为g。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/19/8a77156f-ce76-4686-a8c2-1dfd1f6fd437.png?resizew=181)
(1)先用游标卡尺测出遮光片的宽度d,如图乙所示,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c98c59cd4749afdd21e73529fc84323.png)
______
;
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/19/97c2a0f2-29e8-4d0f-b9c7-6407911615fa.png?resizew=271)
(2)将小滑块向右压缩弹簧x后从静止释放,小物块在弹簧的作用下披弹出,记下遮光片通过光电门的时间t,则小滑块通过光电门的速度表达式为![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc4ef973817d347fc468c0a1f776d798.png)
______ (用题中所给物理量的符号表示);
(3)又测得小滑块停下的位置到光电门的距离为s,则压缩弹簧时弹簧的弹性势能与形变量间的关系式为![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/596b99ee6e999c5a1575efb863295f4e.png)
______ (用题中所给物理量的符号表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/19/8a77156f-ce76-4686-a8c2-1dfd1f6fd437.png?resizew=181)
(1)先用游标卡尺测出遮光片的宽度d,如图乙所示,则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c98c59cd4749afdd21e73529fc84323.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9efa9fbcfb9595e2f031aa691db4564b.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/19/97c2a0f2-29e8-4d0f-b9c7-6407911615fa.png?resizew=271)
(2)将小滑块向右压缩弹簧x后从静止释放,小物块在弹簧的作用下披弹出,记下遮光片通过光电门的时间t,则小滑块通过光电门的速度表达式为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc4ef973817d347fc468c0a1f776d798.png)
(3)又测得小滑块停下的位置到光电门的距离为s,则压缩弹簧时弹簧的弹性势能与形变量间的关系式为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/596b99ee6e999c5a1575efb863295f4e.png)
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