由于空间站处于完全失重状态,不能利用天平等仪器测量质量,为此某同学为空间站设计了如图甲所示的实验装置,用来测量小球质量图中弹簧固定在挡板上,轨道B处装有光电门,可以测量出小球经过光电门的时间.该同学设计的主要实验步骤如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/2/23/2146953462431744/2151885533519873/STEM/cc68193b-f8cf-4bd1-8dc7-66a4d0cea204.png?resizew=363)
①用游标卡尺测量小球的直径d
②将弹簧固定在挡板上
③小球与弹簧接触并压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x
④由静止释放小球,测量小球离开弹簧后经过光电门的时间t,计算出小球离开弹簧的速度v
⑤改变弹簧的压缩量,重复步骤③、④多次
⑥分析数据,得出小球的质量
该同学在光滑地面上进行了上述实验,请回答下列问题:
(1)步骤①中游标卡尺示数情况如图乙所示,小球的直径d=___________ cm;
(2)某一次步骤③中测得弹簧的压缩量为1cm,对应步骤④中测得小球通过光电门的时间为7.50ms,则此次小球离开弹簧的速度v=___________ m/s;
(3)根据实验得到的弹簧的形变x与对应的小球速度v在图丙中画出了v-x图象已知实验所用弹簧的弹性势能Ep与弹簧形变量x2之间的关系如图丁所示,实验测得小球的质量为___________ kg.
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①用游标卡尺测量小球的直径d
②将弹簧固定在挡板上
③小球与弹簧接触并压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x
④由静止释放小球,测量小球离开弹簧后经过光电门的时间t,计算出小球离开弹簧的速度v
⑤改变弹簧的压缩量,重复步骤③、④多次
⑥分析数据,得出小球的质量
该同学在光滑地面上进行了上述实验,请回答下列问题:
(1)步骤①中游标卡尺示数情况如图乙所示,小球的直径d=
(2)某一次步骤③中测得弹簧的压缩量为1cm,对应步骤④中测得小球通过光电门的时间为7.50ms,则此次小球离开弹簧的速度v=
(3)根据实验得到的弹簧的形变x与对应的小球速度v在图丙中画出了v-x图象已知实验所用弹簧的弹性势能Ep与弹簧形变量x2之间的关系如图丁所示,实验测得小球的质量为
更新时间:2019-03-02 16:45:14
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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】已知轻弹簧的弹性势能和劲度系数的关系为
(
为弹簧形变量).物理小组设计如图(a)所示实验装置测量某一轻弹簧的劲度系数:轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接,向左推物块使弹簧压缩一段距离
,由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧的劲度系数.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/22/64cdfad4-37ce-4a10-b792-df0a631772b6.png?resizew=525)
(1)实验中涉及到下列操作步骤:
①测量物块的质量 ②把纸带向左拉直 ③松手释放物块
④接通打点计时器电源 ⑤向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量
上述步骤正确的操作顺序是_____________ (填入代表步骤的序号).
(2)测得物块质量为200g,图(b)中L纸带是把弹簧压缩2cm后所得到的实际打点结果.打点计时器所用交流电的频率为50Hz.由纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为__ m/s,弹簧的劲度系数为___ N/m.
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81dea63b8ce3e51adf66cf7b9982a248.png)
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(1)实验中涉及到下列操作步骤:
①测量物块的质量 ②把纸带向左拉直 ③松手释放物块
④接通打点计时器电源 ⑤向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量
上述步骤正确的操作顺序是
(2)测得物块质量为200g,图(b)中L纸带是把弹簧压缩2cm后所得到的实际打点结果.打点计时器所用交流电的频率为50Hz.由纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为
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【推荐2】某同学用如图甲所示的装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究:轻质弹簧水平放置在光滑水平面上,左端固定,右端与一小球接触而不固连。弹簧处于原长时,小球在
点,向左推小球压缩弹簧至
点,由静止释放。用频闪照相机得到小球从C点到
点的照片如图乙所示。已知频闪照相机频闪时间间隔为
,重力加速度大小为
。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/19/2617753264185344/2619735946444800/STEM/bf4b0e07-5749-4205-8010-ed81c22f2c35.png?resizew=446)
(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能
与小球离开弹簧时的动能
相等。为测得
,除已知物理量外,至少还需测量下列物理量中的______ (填正确答案标号);
A. 小球的质量
B. A、B间距离
C. 弹簧的压缩量
D. 弹簧原长![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c34517f479fb08f6096d2fb0362f3ad0.png)
(2)用所选取的测量和已知量表示
,得
=______ ;
(3)由于水平面不是绝对光滑,测得的弹性势能
与真实值相比______ (填“偏大”“偏小”或相等”)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b726cf231c192bde266a586961cfbb9d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/045afd4c1fe327eeee2723ef78cbd2f6.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/27753d51ff8bca0840b6c07bb8f8edd1.png)
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(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能
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A. 小球的质量
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(2)用所选取的测量和已知量表示
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(3)由于水平面不是绝对光滑,测得的弹性势能
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【推荐3】用如图所示的装置研究“轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度形变量”的关系。在光滑的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。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(不计空气阻力,当地重力加速度为g)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/3/2950323290963968/2951466577969152/STEM/cc1eb272-0240-4f78-ba4f-5a923cacc7e2.png?resizew=190)
(1)若要计算弹簧的弹性势能还应测量的物理量有________ 。(用相应文字及物理量符号表示)
(2)弹簧的弹性势能
与小钢球飞行的水平距离s及上述测量出的物理量之间的关系式为![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53166ab09753681babdbbdb1d4548a3a.png)
________ 。(用相关物理量符号来表示)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/3/2950323290963968/2951466577969152/STEM/cc1eb272-0240-4f78-ba4f-5a923cacc7e2.png?resizew=190)
(1)若要计算弹簧的弹性势能还应测量的物理量有
(2)弹簧的弹性势能
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