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;
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(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
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(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
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(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
更新时间:2018-04-13 18:53:50
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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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实验题
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适中
(0.65)
名校
【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。( )
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(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
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(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 |
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(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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【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:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/24/a1b4fb18-f2a3-48f0-be4c-56ce0ddd00ab.png?resizew=194)
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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实验题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】为探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系,某同学设计了如图( a )的实验装置。实验步骤如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/9/2654128190054400/2655313370882048/STEM/dc6da80e-ecb7-4985-a966-6cce81ece8b3.png?resizew=387)
①用游标卡尺测量滑块上遮光片的宽度 d,游标卡尺的示数如图( b );
②将水平弹簧的一端固定于水平气垫导轨的左侧;
③用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量 x;
④释放滑块,记录滑块脱离弹簧后通过光电门的时间Δt,算出滑块的速度 v;
⑤重复步骤③④,作出 v 与 x 的关系图像如图( c )。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/9/2654128190054400/2655313370882048/STEM/45d7eaf4-6b0e-4350-9ad5-34ebf30525a9.png?resizew=424)
回答下列问题:
(1)遮光片的宽度为___________ cm 。
(2)若Δt=3.0×10-2s,则滑块的速度为___________ m/s(保留两位有效数字)。
(3)由图( c )可知,v 与 x 成___________ 关系。
(4)实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧压缩量的关系是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/9/2654128190054400/2655313370882048/STEM/dc6da80e-ecb7-4985-a966-6cce81ece8b3.png?resizew=387)
①用游标卡尺测量滑块上遮光片的宽度 d,游标卡尺的示数如图( b );
②将水平弹簧的一端固定于水平气垫导轨的左侧;
③用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量 x;
④释放滑块,记录滑块脱离弹簧后通过光电门的时间Δt,算出滑块的速度 v;
⑤重复步骤③④,作出 v 与 x 的关系图像如图( c )。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/9/2654128190054400/2655313370882048/STEM/45d7eaf4-6b0e-4350-9ad5-34ebf30525a9.png?resizew=424)
回答下列问题:
(1)遮光片的宽度为
(2)若Δt=3.0×10-2s,则滑块的速度为
(3)由图( c )可知,v 与 x 成
(4)实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧压缩量的关系是
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