学习了《机械能守恒定律》之后,某研究性学习小组自行设计了“探究弹簧的弹性势能与形变量的关系”实验。他们的方法如下:
(1)如甲图所示,在轻弹簧上端固定一只力传感器,然后固定在铁架台上,当用手向下拉伸弹簧时,弹簧的弹力可从传感器读出。用刻度尺测量弹簧原长和伸长后的长度,从而确定伸长量。测量数据如表格所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/12/15/1838961686315008/1842325831008256/STEM/d3ec870b-8f59-4dff-af66-325890891de5.png?resizew=711)
(2)以x为横坐标,F为纵坐标,请你在图乙的坐标纸上描绘出弹力与伸长量关系的图线____ 。并由图线求得该弹簧的劲度系数
=________ (保留两位有效数字)。
(3)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图丙所示。调整导轨水平,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的时间近似相等。
(4)用天平秤出滑块的质量m=300g。
(5)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,弹簧的弹性势能全部转化为________________ 。
(6)多次重复(5)中的操作,在弹簧弹性限度内得到v与x的数据整理如下表所示:
(7)结合上面测出的劲度系数
和滑块质量m,可得到的表达式:_____________ 。
(8)由上述实验可得的结论:___________ 。
(1)如甲图所示,在轻弹簧上端固定一只力传感器,然后固定在铁架台上,当用手向下拉伸弹簧时,弹簧的弹力可从传感器读出。用刻度尺测量弹簧原长和伸长后的长度,从而确定伸长量。测量数据如表格所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/12/15/1838961686315008/1842325831008256/STEM/d3ec870b-8f59-4dff-af66-325890891de5.png?resizew=711)
伸长量x/10-2 m | 2.00 | 4.00 | 6.00 | 8.00 | 10.00 |
弹力F/N | 1.60 | 3.19 | 4.75 | 6.38 | 8.02 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0a532e15e232cb4b99a8d4d07c89575.png)
(3)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图丙所示。调整导轨水平,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的时间近似相等。
(4)用天平秤出滑块的质量m=300g。
(5)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,弹簧的弹性势能全部转化为
(6)多次重复(5)中的操作,在弹簧弹性限度内得到v与x的数据整理如下表所示:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
![]() | 1.00 | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 | 6.00 |
![]() | 1.00 | 4.00 | 9.00 | 16.00 | 25.00 | 36.00 |
![]() | 0.161 | 0.320 | 0.479 | 0.648 | 0.800 | 0.954 |
![]() | 0.026 | 0.103 | 0.230 | 0.420 | 0.6400 | 0.910 |
![]() | 0.0039 | 0.0155 | 0.0346 | 0.0630 | 0.0960 | 0.1365 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0a532e15e232cb4b99a8d4d07c89575.png)
(8)由上述实验可得的结论:
更新时间:2017-12-20 08:04:24
|
相似题推荐
实验题
|
适中
(0.65)
【推荐1】如图所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究“在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”实验,已知重力加速度g=9.8m/s2。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/8/2868160544636928/2868309707317248/STEM/784f41e065ca4b60b7c043ad75aad371.png?resizew=366)
(1)实验中还需要的测量工具有∶____________ 。
(2)关于“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验,以下说法正确的是_______ ;
A.弹簧被拉伸时,拉力越大越好
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,要使弹簧保持竖直状态
C.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,要在钩码处于静止状态时读数
D.用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
(3)弹簧的劲度系数k=________ N/m(计算结果保留2位有效数字);
(4)如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b,画出弹簧弹力F与弹簧长度L的关系图像。则下列说法正确的是______ 。
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的小
C.a的劲度系数比b的大
D.弹力与弹簧长度成正比
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/8/2868160544636928/2868309707317248/STEM/784f41e065ca4b60b7c043ad75aad371.png?resizew=366)
(1)实验中还需要的测量工具有∶
(2)关于“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验,以下说法正确的是
A.弹簧被拉伸时,拉力越大越好
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,要使弹簧保持竖直状态
C.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,要在钩码处于静止状态时读数
D.用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
(3)弹簧的劲度系数k=
(4)如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b,画出弹簧弹力F与弹簧长度L的关系图像。则下列说法正确的是
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的小
C.a的劲度系数比b的大
D.弹力与弹簧长度成正比
您最近一年使用:0次
实验题
|
适中
(0.65)
【推荐2】某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图订,O为橡皮条与细绳的结点,OB与OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/10/2848298934157312/2849214184341504/STEM/99ba0224-9d4d-4d90-971c-92e731d334a6.png?resizew=287)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/10/2848298934157312/2849214184341504/STEM/6316e37f-7fca-48a0-9b63-bfd4f27a7c54.png?resizew=392)
(1)某同学实验操作步骤如下:
①如图甲所示,把橡皮条的一端固定在板上的A点,用两条细绳连在橡皮条的另一端,通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条,橡皮条伸长,使结点伸长到O点,用铅笔记下O点的位置,并记下两个测力计的读数;
②在纸上按比例作出两个力
、
的图示,用平行四边形定则求出合力F;
③只用一个测力计,通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点,记下测力计的读数和细绳的方向,按同样比例作出这个力
的图示(如图乙),比较
与用平行四边形定则求得的合力F;
①改变
和
的夹角和大小,重复上述过程上述实验过程中有重要遗漏的步骤是_________ (填步骤序号);
(2)如果没有操作失误,某同学根据实验在纸上画出了如图所示的力的图示(F与AO共线),其中______ 是
和
的理论合力,_____ 是
和
的实际合力。
(3)本实验采用科学方法是______ 。
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(4)某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣,于是,他将一弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连(如图丙),当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像(如图丁)。则该弹簧的劲度系数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd707b69a11f8de5566f23c1a2a9ff5a.png)
______ N/m。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/10/2848298934157312/2849214184341504/STEM/99ba0224-9d4d-4d90-971c-92e731d334a6.png?resizew=287)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/10/2848298934157312/2849214184341504/STEM/6316e37f-7fca-48a0-9b63-bfd4f27a7c54.png?resizew=392)
(1)某同学实验操作步骤如下:
①如图甲所示,把橡皮条的一端固定在板上的A点,用两条细绳连在橡皮条的另一端,通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条,橡皮条伸长,使结点伸长到O点,用铅笔记下O点的位置,并记下两个测力计的读数;
②在纸上按比例作出两个力
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7743470f8630ea9e3dd1d0da1bfa932.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6837480fbb54b31e1fc0da2796c8342d.png)
③只用一个测力计,通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点,记下测力计的读数和细绳的方向,按同样比例作出这个力
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8e55590555905eb4f57889bbd16e39a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8e55590555905eb4f57889bbd16e39a.png)
①改变
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7743470f8630ea9e3dd1d0da1bfa932.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6837480fbb54b31e1fc0da2796c8342d.png)
(2)如果没有操作失误,某同学根据实验在纸上画出了如图所示的力的图示(F与AO共线),其中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5076289823db419f94e9c0c8f4aafd9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3fb78c5f885034612c0e030b920143d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5076289823db419f94e9c0c8f4aafd9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3fb78c5f885034612c0e030b920143d.png)
(3)本实验采用科学方法是
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(4)某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣,于是,他将一弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连(如图丙),当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像(如图丁)。则该弹簧的劲度系数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd707b69a11f8de5566f23c1a2a9ff5a.png)
您最近一年使用:0次
实验题
|
适中
(0.65)
名校
【推荐3】小华在家中找到两根一样的轻弹簧
和
装有水总质量
的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材,设计如下实验验证力的平行四边形定则。取重力加速度
,其操作如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/9/92d9d922-f704-4ce1-9c41-88fd9a91ef57.png?resizew=312)
a、如图甲所示,将弹簧
上端固定,让其自然下垂,将矿泉水瓶通过细绳连接在弹簧
下端,待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧
的长度
;
b、如图乙所示,在细绳和弹簧
的挂钩上涂抹少许润滑油将细绳搭在挂钩上,缓慢的拉起弹簧
,使弹簧
偏离竖直方向夹角为
,长度与
相等;测出弹簧
的长度为
及其轴线与竖直方向夹角为
;
(1)由图可得![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f163c96362ab8471539a19e45c2b50b.png)
_______
;
(2)则当
为
,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2f4da5516bb94fe1393773b602500ca8.png)
________
时,就验证了力的平行四边形定则。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dad2a36927223bd70f426ba06aea4b45.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/acc290b44635265137fdf13146b6a6d9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6967ec3aaf9e7e6a9d90533b8ff61d10.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a831fae871c9028a347e59294f7422ec.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/9/92d9d922-f704-4ce1-9c41-88fd9a91ef57.png?resizew=312)
a、如图甲所示,将弹簧
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dad2a36927223bd70f426ba06aea4b45.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dad2a36927223bd70f426ba06aea4b45.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dad2a36927223bd70f426ba06aea4b45.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/172722d11ea7e01411fa06dbb82f46ee.png)
b、如图乙所示,在细绳和弹簧
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/acc290b44635265137fdf13146b6a6d9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/acc290b44635265137fdf13146b6a6d9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dad2a36927223bd70f426ba06aea4b45.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/260200d547998bcac50a4a491382e7f4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/172722d11ea7e01411fa06dbb82f46ee.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/acc290b44635265137fdf13146b6a6d9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9fbd49bf20f987c05b4d36e31549075c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c24095e409b025db711f14be783a406c.png)
(1)由图可得
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f163c96362ab8471539a19e45c2b50b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9efa9fbcfb9595e2f031aa691db4564b.png)
(2)则当
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c24095e409b025db711f14be783a406c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/260200d547998bcac50a4a491382e7f4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2f4da5516bb94fe1393773b602500ca8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9efa9fbcfb9595e2f031aa691db4564b.png)
您最近一年使用:0次
实验题
|
适中
(0.65)
【推荐1】为了测定一根轻弹簧压缩到最短时具有的弹性势能的大小,可以将弹簧固定在一带有凹槽光滑轨道的一端,并将轨道固定在水平桌面边缘上,如图所示,用已知质量为m钢球将弹簧压缩至最短,而后突然释放,钢球将沿轨道飞出桌面,实验时可用的测量仪器只有一把量程足够大的刻度尺。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2012/7/14/1575306582220800/1575306668515328/STEM/d9a6624c-049b-4202-a1b0-f186ee62ab5f.png?resizew=158)
(1)实验中还需要测定的物理量是_____________________________ ;
(2)用已知量和测得的量表示弹性势能
=___________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2012/7/14/1575306582220800/1575306668515328/STEM/d9a6624c-049b-4202-a1b0-f186ee62ab5f.png?resizew=158)
(1)实验中还需要测定的物理量是
(2)用已知量和测得的量表示弹性势能
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eadf292a9474d517dac6c3739fab3ec6.png)
您最近一年使用:0次
实验题
|
适中
(0.65)
名校
【推荐2】某同学利用如图甲装置探究弹簧的弹性势能Ep与弹簧伸长量
之间的关系,实验步骤如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/27/65b78619-2fbb-408a-a986-f0eae606cded.png?resizew=433)
(1)用游标卡尺测量遮光条宽度d,如图乙所示测量值d=________ mm;
(2)按图甲竖直悬挂好轻质弹簧,将轻质遮光条水平固定在弹簧下端;在立柱上固定一指针,标示出弹簧不挂重锤时遮光条下边缘的位置,并测出此时弹簧长度x0;
(3)测量出重锤质量m,用轻质细线在弹簧下方挂上重锤,测量出平衡时弹簧的长度x1,并按甲图所示将光电门组的中心线调至与遮光条下边缘同一高度,已知当地重力加速度为g,则此弹簧的劲度系数k=_____ ;
(4)用手缓慢地将重锤向上托起,直至遮光条恰好回到弹簧原长标记指针的等高处(保持细线竖直),迅速释放重锤使其无初速下落,光电门组记下遮光条经过的时间
,则此时重锤下落的速度为________ ,弹簧此时的弹性势能为_____________ (均用题目所给字母符号表示);
(5)换上不同质量的重锤,重复步骤3、4,计算出相关结果,并验证弹性势能EP与弹簧伸长量
之间的关系.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e7fe371c09c66cdbb70c36fc76691318.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/27/65b78619-2fbb-408a-a986-f0eae606cded.png?resizew=433)
(1)用游标卡尺测量遮光条宽度d,如图乙所示测量值d=
(2)按图甲竖直悬挂好轻质弹簧,将轻质遮光条水平固定在弹簧下端;在立柱上固定一指针,标示出弹簧不挂重锤时遮光条下边缘的位置,并测出此时弹簧长度x0;
(3)测量出重锤质量m,用轻质细线在弹簧下方挂上重锤,测量出平衡时弹簧的长度x1,并按甲图所示将光电门组的中心线调至与遮光条下边缘同一高度,已知当地重力加速度为g,则此弹簧的劲度系数k=
(4)用手缓慢地将重锤向上托起,直至遮光条恰好回到弹簧原长标记指针的等高处(保持细线竖直),迅速释放重锤使其无初速下落,光电门组记下遮光条经过的时间
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/251ee0bd9b3f845a96ba657ba5df8ffe.png)
(5)换上不同质量的重锤,重复步骤3、4,计算出相关结果,并验证弹性势能EP与弹簧伸长量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e7fe371c09c66cdbb70c36fc76691318.png)
您最近一年使用:0次
实验题
|
适中
(0.65)
【推荐3】如图所示.小王同学利用自己设计的弹簧弹射器探究“弹簧弹性势能与形变量关系”,弹射器水平放置,弹簧被压缩x后释放,将质量为m、直径为d的小球弹射出去.测出小球通过光电门的时间为t.请回答下列问题:________ (选填“近些”或“远些”).
(2)小球通过光电门的速度大小v=________ ;小球未弹出前弹簧的弹性势能Ep=________ .(用m、d、t表示)
(3)该同学在实验中测出多组数据,并发现x与t成反比的关系,则弹簧弹性势能Ep与形变量x的关系式,正确的是________ .(选填字母代号即可)
A.Ep∝x B.Ep∝
C.Ep∝x2 D.Ep∝
(2)小球通过光电门的速度大小v=
(3)该同学在实验中测出多组数据,并发现x与t成反比的关系,则弹簧弹性势能Ep与形变量x的关系式,正确的是
A.Ep∝x B.Ep∝
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/95fcfaf750395f9e5b843f017aab25d9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e88a9ce1f1459e2f7572e5ce78c17164.png)
您最近一年使用:0次