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)
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(1)实验测得小球的落点P到O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Ep与h、l、mg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x-l图象______ .
(3)由图象得出x与l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________ .
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(1)实验测得小球的落点P到O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Ep与h、l、mg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x-l图象
弹簧压缩量x/m | 0.020 | 0.040 | 0.060 | 0.080 | 0.100 | 0.120 |
小球飞行水平距离l/m | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.4 | 2.6 | 3.0 |
(3)由图象得出x与l的关系式为
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更新时间:2017-10-30 16:51:43
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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】某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系.
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(1)如图,将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测得相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得劲度系数k=______ N/m取9.8m/s2
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/22/7cbb1c6b-688c-46a1-ae60-d87aaa404670.png?resizew=241)
(2)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图所示;调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小______ .
(3)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为滑块的动能.重复以上操作,得到v与x的关系如图,由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的_______________________ 成正比.
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(1)如图,将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测得相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得劲度系数k=
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(2)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图所示;调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小
(3)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为滑块的动能.重复以上操作,得到v与x的关系如图,由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的
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【推荐2】 因为手边没有天平,小王同学思考如何利用一已知劲度系数为k的弹簧和长度测量工具来粗测一小球的质量,他从资料上查得弹簧的弹性势能
(其中x为弹簧形变量)后,设计了如下实验:将弹簧一端固定在水平桌面上,另一端紧靠小球,弹簧原长时小球恰好在桌边,然后压缩弹簧并测得压缩量x,释放弹簧,小球飞出后落在水平地面上,测出桌高h以及落点到桌边沿的水平距离s.
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(1)小球质量的表达式为: .
(2)如果桌面摩擦是本次实验误差的主要因素,那么小球质量的测量值将 (填“偏大”、“偏小”或“准确”).
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【推荐3】已知轻弹簧的弹性势能和劲度系数的关系为
(
为弹簧形变量).物理小组设计如图(a)所示实验装置测量某一轻弹簧的劲度系数:轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接,向左推物块使弹簧压缩一段距离
,由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧的劲度系数.
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(1)实验中涉及到下列操作步骤:
①测量物块的质量 ②把纸带向左拉直 ③松手释放物块
④接通打点计时器电源 ⑤向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量
上述步骤正确的操作顺序是_____________ (填入代表步骤的序号).
(2)测得物块质量为200g,图(b)中L纸带是把弹簧压缩2cm后所得到的实际打点结果.打点计时器所用交流电的频率为50Hz.由纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为__ m/s,弹簧的劲度系数为___ N/m.
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(1)实验中涉及到下列操作步骤:
①测量物块的质量 ②把纸带向左拉直 ③松手释放物块
④接通打点计时器电源 ⑤向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量
上述步骤正确的操作顺序是
(2)测得物块质量为200g,图(b)中L纸带是把弹簧压缩2cm后所得到的实际打点结果.打点计时器所用交流电的频率为50Hz.由纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为
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