一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,进行了如下实验:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一个小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示.让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小钢球在空中飞行后落在水平地面上,水平距离为s.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/9/14/2031775760449536/2033817766043648/STEM/5274b064-aaba-4cbb-9535-9b83b8fd34d0.png?resizew=230)
(1)小刚球离开桌面时的速度大小为v=________ ,弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、
桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式为Ep=________ .
(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:
由实验数据,可确定弹性势能Ep与弹簧的压缩量x的关系为_________________ (式中k为比例系数)
A.Ep=kx B. Ep=k C. Ep=kx2 D. Ep=k
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(1)小刚球离开桌面时的速度大小为v=
桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式为Ep=
(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:
弹簧的压缩量x (cm) | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
小钢球飞行的水平距离s (m) | 2.01 | 3.00 | 4.01 | 4.96 | 6.01 | 7.00 |
A.Ep=kx B. Ep=k C. Ep=kx2 D. Ep=k
更新时间:2018-09-16 21:15:44
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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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名校
【推荐1】用如图所示的装置测量轻弹簧压缩时的弹性势能。将弹簧放置在光滑水平桌面上,左端固定,弹簧自然伸长时右端恰好处于桌面右边缘P点,水平地面上的O点位于P点正下方,用一小球从弹簧的右端将弹簧压缩至图示位置,弹簧具有弹性势能Ep。现将小球从静止开始无初速度释放,记录小球在水平地面上的落点Q,用刻度尺测出OP间的高度h和OQ间的距离L,已知当地重力加速度为g。_________ (用题给物理量符号表示)。
(2)为了测量轻弹簧的弹性势能Ep,还需要测量的物理量是__________ 。
A.小球的质量m
B.小球的直径d
C.小球从P点到Q点的运动时间t
D.弹簧的形变量x
(3)轻弹簧的弹性势能Ep=___________ (用题给物理量符号表示)。
(2)为了测量轻弹簧的弹性势能Ep,还需要测量的物理量是
A.小球的质量m
B.小球的直径d
C.小球从P点到Q点的运动时间t
D.弹簧的形变量x
(3)轻弹簧的弹性势能Ep=
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【推荐2】小张同学为探究弹簧弹性势能与形变量关系,设计了实验装置如图所示,在长木板的一端固定一个轻弹簧,另一端与滑块接触但不相连,弹簧处于原长时,将光电门恰好安装在滑块遮光片静止的位置,在长木板上固定刻度尺,其零刻度与光电门对齐,每次实验时将滑块压缩弹簧到某一位置由静止释放.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/6/ba04b132-5059-4c6c-bc6d-d56cae3d1aec.png?resizew=313)
(1)本实验需平衡摩擦力,检验的标准是__________________________ 。
(2)测得滑块质量为m,滑块上遮光片的宽度为d,光电门测得遮光时间为t,则滑块释放时弹簧弹性势能![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/596b99ee6e999c5a1575efb863295f4e.png)
________________ 。
(3)多次实验,每次弹簧压缩不同长度,分别读出释放滑块位置的刻度值x和遮光时间t,作出
的图像如图所示,则表明弹簧性势能与形变量的关系为________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/6/ba04b132-5059-4c6c-bc6d-d56cae3d1aec.png?resizew=313)
(1)本实验需平衡摩擦力,检验的标准是
(2)测得滑块质量为m,滑块上遮光片的宽度为d,光电门测得遮光时间为t,则滑块释放时弹簧弹性势能
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/596b99ee6e999c5a1575efb863295f4e.png)
(3)多次实验,每次弹簧压缩不同长度,分别读出释放滑块位置的刻度值x和遮光时间t,作出
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a5136238a1ce6b20579b3e4fe11f460.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/6/57c5cd7e-f8a2-44cb-9fd3-78d052fc1583.png?resizew=172)
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【推荐3】一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小刚球接触.将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。重力加速度为g
(1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为_________ ;
(2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:
结合(1)问与表中数据,弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为________ ;
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/11/2956000648200192/2956128062275584/STEM/2098ad7754fa498982994b241e35aeac.png?resizew=444)
(3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(II)步骤中弹簧的压缩量应该为_______ 。
(1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为
(2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:
弹簧压缩量x/cm | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
小球飞行水平距离![]() | 2.01 | 3.00 | 4.01 | 4.98 | 6.01 | 6.99 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/11/2956000648200192/2956128062275584/STEM/2098ad7754fa498982994b241e35aeac.png?resizew=444)
(3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(II)步骤中弹簧的压缩量应该为
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