某同学看到法治节目中报道有人用弹弓射击野生保护动物,他对此行为表示强烈谴责,为了教育其他同学不要玩弹弓,他想用学过的物理知识来实际测量它的威力.于是他准备了一个节目中类似的弹弓(如图甲),它每侧固定有两根完全相同的橡胶管.金属弹珠质量为10g,直径为10mm.
(1)他首先猜想橡胶管拉伸过程中弹力与形变量的关系满足胡克定律,为了验证猜想进行了实验.由于实验室的传感器量程较小,于是他取其中一根橡胶管进行实验,通过传感器拉动橡皮管,记下它每一次的长度L及对应的拉力F大小,并在坐标纸画出图乙所示的图像.
为了便于研究,他在老师的启发下将原图像拟合成如图丙所示,请你根据图像,计算出该单根橡胶管的原长L0=__________ ,劲度系数k=__________ .
(2)同学查阅资料发现,当弹丸发射后的比动能(动能与最大横截面积的比值)超过1.8J/cm2就可被认定为枪支,并且满足胡克定律的物体在弹性限度内其弹性势能E与形变量x的关系式可表示为E=kx2.在一次测试中弹弓每侧的橡皮管组拉至49cm长.请你估算弹珠离开弹弓时的比动能____________________ (π取3,结果保留两位有效数字)
(1)他首先猜想橡胶管拉伸过程中弹力与形变量的关系满足胡克定律,为了验证猜想进行了实验.由于实验室的传感器量程较小,于是他取其中一根橡胶管进行实验,通过传感器拉动橡皮管,记下它每一次的长度L及对应的拉力F大小,并在坐标纸画出图乙所示的图像.
为了便于研究,他在老师的启发下将原图像拟合成如图丙所示,请你根据图像,计算出该单根橡胶管的原长L0=
(2)同学查阅资料发现,当弹丸发射后的比动能(动能与最大横截面积的比值)超过1.8J/cm2就可被认定为枪支,并且满足胡克定律的物体在弹性限度内其弹性势能E与形变量x的关系式可表示为E=kx2.在一次测试中弹弓每侧的橡皮管组拉至49cm长.请你估算弹珠离开弹弓时的比动能
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更新时间:2018-04-27 08:51:24
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【推荐1】橡皮筋具有类似弹簧的力学性质,但在不同的拉力下,橡皮筋的横截面积会发生明显变化,小明同学猜想橡皮筋的劲度系数可能不是定值,于是他利用图甲所示装置进行探究。
请完善下列实验步骤:
(1)把橡皮筋上端固定在铁架台的横梁上,毫米刻度尺竖直固定,其“0”刻度对齐橡皮筋的上端。观察到橡皮筋自然下垂时,其下端在刻度尺上对应的位置如图乙所示,记为x0,则x0=_____________ cm;
(2)在橡皮筋下端悬挂不同质量的重物,记录橡皮筋在不同弹力下的长度;
(3)以橡皮筋的弹力F为纵轴、伸长量x为横轴建立直角坐标系,根据实验数据在坐标纸上描点,如图丙所示;
(4)请在图丙中作出F-x图像_________ ;
(5)观察图像,你认为小明同学应该得出的实验结论是_______________ 。
请完善下列实验步骤:
(1)把橡皮筋上端固定在铁架台的横梁上,毫米刻度尺竖直固定,其“0”刻度对齐橡皮筋的上端。观察到橡皮筋自然下垂时,其下端在刻度尺上对应的位置如图乙所示,记为x0,则x0=
(2)在橡皮筋下端悬挂不同质量的重物,记录橡皮筋在不同弹力下的长度;
(3)以橡皮筋的弹力F为纵轴、伸长量x为横轴建立直角坐标系,根据实验数据在坐标纸上描点,如图丙所示;
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【推荐2】在测量弹簧的劲度系数时,将弹簧自然悬挂,长度记为L自,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为L0;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表:
(1)表中有一个数值记录不规范,代表符号为________ .由表可知所用刻度尺的最小分度为________ .
(2)如图所示是该同学根据表中数据作的图线,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与______ 的差值(填“L自”或“L0”).
(3)由图可知弹簧的劲度系数为________ N/m;通过分析图和表可知砝码盘的质量为________ g(结果保留两位有效数字,重力加速度g取9.8 m/s2).
代表符号 | L自 | L0 | L1 | L2 | L3 | L4 | L5 | L6 |
数值(cm) | 5.35 | 7.35 | 9.35 | 11.30 | 13.4 | 15.35 | 17.40 | 19.30 |
(2)如图所示是该同学根据表中数据作的图线,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与
(3)由图可知弹簧的劲度系数为
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【推荐3】某物理实验探究小组利用所学的知识探究某弹簧的特性.
(1)他们先用三角板和刻度尺测量该弹簧的原长如图甲所示,则该弹簧的原长l0=_______ cm.
(2)接下来,设计了如图乙所示的装置探究轻弹簧(材质较硬)的弹力与伸长量之间的关系.
数据记录如表:
已知实验操作准确无误,其中数据记录有误的是_______ ,正确记录为_______ .
(3)应用Exce1软件进行数据拟合,得到如图丙所示的函数图象,则该弹簧的劲度系数为_______ N/m.(计算结果保留三位有效数字)
(1)他们先用三角板和刻度尺测量该弹簧的原长如图甲所示,则该弹簧的原长l0=
(2)接下来,设计了如图乙所示的装置探究轻弹簧(材质较硬)的弹力与伸长量之间的关系.
数据记录如表:
伸长量 x/(×10-2m) | 2.00 | 4.00 | 6.00 | 8.00 | 10.0 |
弹力F/N | 1. 50 | 2. 93 | 4. 55 | 5. 98 | 7.50 |
已知实验操作准确无误,其中数据记录有误的是
(3)应用Exce1软件进行数据拟合,得到如图丙所示的函数图象,则该弹簧的劲度系数为
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名校
【推荐1】如图,用底部带孔的玻璃试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”,利用该实验器,一方面能测弹簧的劲度系数,另一方面可测量小球平抛运动初速度,还可以用来验证弹性势能大小与弹簧缩短量间的关系。
(1)用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的________ 和________ ,然后由公式________ 求出k的平均值。
(2)由于弹簧缩短时弹性势能Ep的大小等于弹出的小球的初动能。因此用该装置可验证弹簧弹性势能Ep与弹簧缩短量x之间的关系是否满足Ep∝x2,主要步骤如下,请排出合理顺序________ 。
A.改变拉引细线的拉力即改变弹簧长度,从刻度尺读出x2、x3…并求出对应小球初速度v2、v3
B.调好装置,用手缓缓拉引拴住弹簧右端的细线,使弹簧缩短到某一位置,用刻度尺读出弹簧缩短量x1,并将小球轻推至管内弹簧端点处
C.突然释放细线,弹出的球平抛运动到复写纸上,留下痕迹,测出相关距离,求出小球初速度v1
D.分析数据,比较几次v2与x2之间的关系,可得结论
(1)用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的
(2)由于弹簧缩短时弹性势能Ep的大小等于弹出的小球的初动能。因此用该装置可验证弹簧弹性势能Ep与弹簧缩短量x之间的关系是否满足Ep∝x2,主要步骤如下,请排出合理顺序
A.改变拉引细线的拉力即改变弹簧长度,从刻度尺读出x2、x3…并求出对应小球初速度v2、v3
B.调好装置,用手缓缓拉引拴住弹簧右端的细线,使弹簧缩短到某一位置,用刻度尺读出弹簧缩短量x1,并将小球轻推至管内弹簧端点处
C.突然释放细线,弹出的球平抛运动到复写纸上,留下痕迹,测出相关距离,求出小球初速度v1
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【推荐2】在探究弹簧弹性势能实验中:
(1)如图1,弹簧的一端固定,原来处于自然长度.现对弹簧的另一端施加一个拉力缓慢拉伸弹簧,关于拉力或弹簧弹力做功与弹簧弹性势能变化的关系,以下说法中正确的是______
A.拉力做正功,弹性势能增加
B.拉力做正功,弹性势能减少
C.弹簧弹力做负功,弹性势能增加
D.弹簧弹力做负功,弹性势能减少
(2)由于拉力是变力,拉力做功可以分割成一小段一小段处理,每一小段的弹力可以近似看成是恒力,再把每一小段的功相加求和,可得W总=F1△l+F2△l+F3△l+…,某次实验中作出拉力F拉与弹簧伸长量x的图象如图2,则在弹簧被拉长L的过程中拉力做功为______ .
(3)若换一根劲度系数更大的弹簧做此实验,则图2的图象斜率将______ (选填“不变”“减小”“增大”)
(1)如图1,弹簧的一端固定,原来处于自然长度.现对弹簧的另一端施加一个拉力缓慢拉伸弹簧,关于拉力或弹簧弹力做功与弹簧弹性势能变化的关系,以下说法中正确的是
A.拉力做正功,弹性势能增加
B.拉力做正功,弹性势能减少
C.弹簧弹力做负功,弹性势能增加
D.弹簧弹力做负功,弹性势能减少
(2)由于拉力是变力,拉力做功可以分割成一小段一小段处理,每一小段的弹力可以近似看成是恒力,再把每一小段的功相加求和,可得W总=F1△l+F2△l+F3△l+…,某次实验中作出拉力F拉与弹簧伸长量x的图象如图2,则在弹簧被拉长L的过程中拉力做功为
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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:
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 )。
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___________ 。
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 )。
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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