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);
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(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
(2)小球通过光电门的速度为
(3)弹簧压缩x时具有的弹性势能为
更新时间:2018-01-04 15:18:22
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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】在探究弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系实验中,某实验小组根据实验数据获得下列图像,则
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(1)该弹簧的劲度系数是___________ N/m。
(2)实验中,操作者从弹簧的原长用力缓慢地拉伸到伸长量为x=40cm时,拉力对弹簧做功___________ J,此时弹簧的弹性势能是___________ J
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【推荐2】一轻弹性材料AB可以被压缩,最大压缩量为10cm,某小组的同学为测定它压缩时能储存的最大弹性势能,甲同学做了如下操作:
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①在光滑木板上固定一挡板,使弹性材料的A端固定在竖直挡板上,另一端B不受力时刚好在木板边缘.再将此装置固定水平桌面上,且使B端在桌外(如图甲),记下B在水平地面上的射影O。
②将一大小不计的小铁球靠在B端向A端压弹性材料,压缩量10cm,后将小球释放,使小球水平抛出,记下小球在地面上的落点P。
③测出相关物理量后进行计算.
(1)甲同学需要测量的物理量有________________________________________
(2)用以上物理量表示弹性材料的最大弹性势能EP_______________________
(3)乙同学采用了另一种方法用一测力计缓慢压B端,当压缩量为x1时,测力计示数为F1;压缩量为x2时,示数为F2;……然后以压缩量x为横坐标,测力计的示数F为纵坐标,描点后得到F—x图像如右图.则由图像可得该弹性材料的最大弹性势能为_____ J
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①在光滑木板上固定一挡板,使弹性材料的A端固定在竖直挡板上,另一端B不受力时刚好在木板边缘.再将此装置固定水平桌面上,且使B端在桌外(如图甲),记下B在水平地面上的射影O。
②将一大小不计的小铁球靠在B端向A端压弹性材料,压缩量10cm,后将小球释放,使小球水平抛出,记下小球在地面上的落点P。
③测出相关物理量后进行计算.
(1)甲同学需要测量的物理量有
(2)用以上物理量表示弹性材料的最大弹性势能EP
(3)乙同学采用了另一种方法用一测力计缓慢压B端,当压缩量为x1时,测力计示数为F1;压缩量为x2时,示数为F2;……然后以压缩量x为横坐标,测力计的示数F为纵坐标,描点后得到F—x图像如右图.则由图像可得该弹性材料的最大弹性势能为
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【推荐3】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。
(1)如图(a)所示,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,测量相应的弹簧长度,部分数据如下表,g取9.8 m/s2,由数据算得劲度系数k=______ N/m(结果保留两位有效数字)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/24/2491439725731840/2491784113324032/STEM/5e8ac55a-7e61-4de9-aa5c-e0fc893ef80f.png?resizew=732)
(2)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图(b)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______ 。
(4)重复(3)中的操作,得到v与x的关系如图(c),由图可知,v与x成正比关系。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。
(1)如图(a)所示,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,测量相应的弹簧长度,部分数据如下表,g取9.8 m/s2,由数据算得劲度系数k=
砝码质量/g | 50 | 100 | 150 |
弹簧长度/cm | 8.62 | 7.63 | 6.66 |
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(2)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图(b)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
(4)重复(3)中的操作,得到v与x的关系如图(c),由图可知,v与x成正比关系。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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