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:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/16/1796435420659712/1801789931372544/STEM/da3a6dd919a54d199376b506ab585fa3.png?resizew=335)
(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.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/16/1796435420659712/1801789931372544/STEM/b7ff420ad1304e92a98f99f9a700801f.png?resizew=513)
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Ep与△x2成_____ 关系.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/16/1796435420659712/1801789931372544/STEM/da3a6dd919a54d199376b506ab585fa3.png?resizew=335)
(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
(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.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/16/1796435420659712/1801789931372544/STEM/b7ff420ad1304e92a98f99f9a700801f.png?resizew=513)
根据表格中的数据,请在图2坐标纸中做出s﹣△x2图象
更新时间:2017-10-24 01:33:54
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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】某同学用如图1所示的装置测量弹簧的劲度系数,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:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/24/5af90038-d72a-41b1-ae59-d1b3fd1c5c1a.png?resizew=423)
(1)首先调节气垫导轨。
(2)固定光电门,使之处于弹簧原长的右侧,选择宽度为d的遮光条,实验小组的同学用游标卡尺对遮光条的宽度进行了测量,读数如图2所示,则遮光条的宽度![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c98c59cd4749afdd21e73529fc84323.png)
___________ cm。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/24/fdc3c004-a7a7-49ee-9480-48b3007207c3.png?resizew=318)
(3)接通电源,用手向左侧推动滑块,压缩弹簧到某一长度(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,滑块质量为m,则此时滑块的动能为___________ 。(用m、d、t表示)
(5)重复步骤(4)测出多组x及对应的t。
(6)画出
图像如图3所示,测得图像的斜率为k,则弹簧劲度系数的表达式为___________ 。(用m、d、k表示)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/24/5af90038-d72a-41b1-ae59-d1b3fd1c5c1a.png?resizew=423)
(1)首先调节气垫导轨。
(2)固定光电门,使之处于弹簧原长的右侧,选择宽度为d的遮光条,实验小组的同学用游标卡尺对遮光条的宽度进行了测量,读数如图2所示,则遮光条的宽度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c98c59cd4749afdd21e73529fc84323.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/24/fdc3c004-a7a7-49ee-9480-48b3007207c3.png?resizew=318)
(3)接通电源,用手向左侧推动滑块,压缩弹簧到某一长度(弹簧处于弹性限度内),测出弹簧压缩量x。
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(5)重复步骤(4)测出多组x及对应的t。
(6)画出
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/005be5f4fdd2b793cae343aaa8fb4d2e.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/24/fff66e9c-b1ae-48ac-afa2-9178179db551.png?resizew=144)
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【推荐2】为探究弹簧弹性势能与弹簧形变量的关系,某同学设计了如下图(a)所示的实验装置,弹簧左端固定,弹簧自由伸长时右端恰好在O点,现用一质量为m,直径为d的小球压缩弹簧,小球沿直线被弹簧弹开后通过与球心等高的光电门,忽略一切摩擦,某次实验时将弹簧压缩x后,释放小球,测得小球通过光电门的时间为t.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/2/1851805199040512/1853155967442944/STEM/7e4b8eb6-0d78-4136-97b5-baf405dc33a4.png?resizew=483)
(1)图(b)所示为用游标卡尺测量小球直径时的图像,则小球直径为_______ mm;
(2)小球通过光电门的速度为_________ (用题干中物理量的符号表示);
(3)弹簧压缩x时具有的弹性势能为___________ (用题干中物理量的符号表示);
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/2/1851805199040512/1853155967442944/STEM/7e4b8eb6-0d78-4136-97b5-baf405dc33a4.png?resizew=483)
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【推荐3】某兴趣小组在实验室中用一个压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小球,测得弹簧压缩的距离d和小球在粗糙水平面滚动的距离s如下表所示,由此表可以归纳出小球滚动的距离s跟弹簧压缩的距离d之间的关系为s=______ (填“Kd或Kd2”,K为常量);并由此可猜测弹簧的弹性势能EP跟弹簧压缩的距离d之间的关系是EP=______ (填“K’d”或“K’d2”,K’为常量)。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
d/cm | 0.50 | 1.00 | 2.00 | 4.00 |
s/cm | 4.98 | 20.02 | 80.10 | 319.5 |
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