某探究小组在气垫导轨上研究弹簧弹性势能与形变量之间的关系,如图所示,在导轨的左端固定一挡板,在滑块的左端固定一个轻质弹簧,把气垫导轨调节水平以后,先缓慢向左移动滑块压缩弹簧,在刻度尺上测出弹簧的压缩量l再把滑块由静止释放,弹簧离开挡板后,测出遮光条通过光电门的时间
.改变弹簧的压缩量,重复上面的实验.已知滑块和遮光条的总质量为m,通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能Ep.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/9/2157024517324800/2159388767633408/STEM/00838c68-a710-4c65-9be3-9900901d7222.png?resizew=389)
(1)该实验还需要测量的物理量是______________________ ;
(2)该小组计算弹性势能的表达式是Ep=______________________ ;
(3)在多次测量后,该小组画出了Ep-
、Ep-l、Ep-l2的函数关系图象,发现只有Ep-l2的关系是一条过原点的直线,由此得出弹簧弹性势能与形变量的关系是___________ .
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(1)该实验还需要测量的物理量是
(2)该小组计算弹性势能的表达式是Ep=
(3)在多次测量后,该小组画出了Ep-
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更新时间:2019-03-13 07:10:36
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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】由于在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所示的实验装置,用来测量弹簧的劲度系数和小球质量.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/17/1926019973726208/1926840699846656/STEM/f6895a09-47b6-4605-bd76-38741e1e1785.png?resizew=405)
(1)用水平力作用在小球上,使弹簧的压缩长度为x,力传感器的示数为F,则弹簧的劲度系数为k=_____________ .
(2)撤去水平力,小球被弹出后沿水平轨道运动,通过B处光电门的时间为t,小球的直径为D,据此可知,小球被弹出时的速度大小v=____________ ,小球的质量m=______________ .
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(1)用水平力作用在小球上,使弹簧的压缩长度为x,力传感器的示数为F,则弹簧的劲度系数为k=
(2)撤去水平力,小球被弹出后沿水平轨道运动,通过B处光电门的时间为t,小球的直径为D,据此可知,小球被弹出时的速度大小v=
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【推荐2】某同学采用如图所示的装置测定滑块与长木板间的动摩擦因数
。在倾斜固定的长木板上固定两个光电门1和2,在长木板底端安装挡板并将轻弹簧的一端固定在挡板上,将带遮光条的滑块放在弹簧上端,沿长木板向下推滑块将弹簧压缩到一定程度后由静止释放,滑块被弹簧弹出,依次通过光电门1和2,该同学记录了遮光条通过光电门1和2的时间
和
,测出了滑块和遮光条的总质量为
,遮光条的宽度为
,光电门1和2间的距离为
,斜面的倾角为
,重力加速度为
。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/10/833f36aa-dbe0-4aa0-862e-eacc5d92caff.png?resizew=396)
(1)滑块在长木板上向上滑行时的加速度大小为______ (用题中的字母表示)。
(2)滑块与长木板间的动摩擦因数为______ (用题中的字母表示)。
(3)在某次弹出滑块的过程中,由于弹簧的压缩量偏小,滑块经过光电门1后,没有到达光电门2,该同学记录的遮光条通过光电门1的时间为
,测得滑块释放点到光电门1的距离为
,弹簧储存的弹性势能为______ (用题中的字母表示)。
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【推荐3】为了探究轻质弹簧的弹性势能,某同学设计了如图实验装置:一轻质弹簧左端固定在气垫导轨上,右端自由.弹簧右侧有一个滑块,滑块上固定一挡光片.滑块右侧固定的光电计时器可以记录挡光片通过光电门的时间.实验过程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/31/4514495f-8064-4895-9150-042be210b3dd.png?resizew=347)
(1)将气垫导轨放在实验桌上,调节气垫导轨使其水平,气垫导轨调至水平的依据是:通气状态下,滑块置于导轨任意位置,滑块________________ ;
(2)向左推滑块,使弹簧压缩一段距离x后由静止释放,记下挡光片通过光电门的时间t;
(3)多次改变弹簧的压缩量,记下相应的x和t,发现压缩量x越大,时间t_______ (选填“越大”、“越小”或“不变”)
(4)为了进一步确定x和t的关系,以x为纵坐标,
为横坐标,作
图线,得到一条过原点的直线,由此可得轻质弹簧的弹性势能EP与弹簧的压缩量x的关系为____________ .
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(1)将气垫导轨放在实验桌上,调节气垫导轨使其水平,气垫导轨调至水平的依据是:通气状态下,滑块置于导轨任意位置,滑块
(2)向左推滑块,使弹簧压缩一段距离x后由静止释放,记下挡光片通过光电门的时间t;
(3)多次改变弹簧的压缩量,记下相应的x和t,发现压缩量x越大,时间t
(4)为了进一步确定x和t的关系,以x为纵坐标,
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