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/editorImg/2022/7/26/499cd9d7-66fa-42e2-8bb5-37016c5244f2.png?resizew=254)
(1)请你推导出弹簧的弹性势能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: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:
根据上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为___________________
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(1)请你推导出弹簧的弹性势能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: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 (cm) | 1.01 | 1.50 | 2.01 | 2.49 | 3.01 | 3.50 |
根据上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为
更新时间:2019-06-03 10:48:09
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【知识点】 弹性势能的表达式
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【推荐1】某同学利用图甲装置探究弹簧的弹性势能Ep与弹簧伸长量
之间的关系.实验步骤如下:
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(1)用游标卡尺测量遮光条宽度d,如图乙所示侧最值d=_______ mm;
(2)按图甲竖直悬挂好轻质弹簧,将轻质遮光条水平固定在弹簧下端,在立柱上固定一指针.标示出弹簧不挂重锤时遮光条下边缘的位置,并测出此时弹簧长度x0;
(3)测量出重锤质量为m,用轻质细线在弹簧下方挂上重锤。测量出平衡时弹簧的长度为x1,并按甲图所示将光电门组的中心线调至与遮光条下边缘同一高度.已知当地重力加速度为g,则此弹簧的劲度系数为__________ ;
(4)用手缓慢地将重锤向上托起,直至遮光条恰好回到弹簧原长标记指针的等高处(保持细线竖直),迅速释放重锤使其无初速下落,光电门组记下遮光条遮光的时间
,则此时重锤下落的速度为_______ .弹簧此时的弹性势能为_____________ (均用题目所给字母符号表示);
(5)该同学换上不同质量的重锤,测出多组数据并画出了
图象.由图可知弹性势能
与弹簧伸长量
之间的关系是_____________________________ .
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(1)用游标卡尺测量遮光条宽度d,如图乙所示侧最值d=
(2)按图甲竖直悬挂好轻质弹簧,将轻质遮光条水平固定在弹簧下端,在立柱上固定一指针.标示出弹簧不挂重锤时遮光条下边缘的位置,并测出此时弹簧长度x0;
(3)测量出重锤质量为m,用轻质细线在弹簧下方挂上重锤。测量出平衡时弹簧的长度为x1,并按甲图所示将光电门组的中心线调至与遮光条下边缘同一高度.已知当地重力加速度为g,则此弹簧的劲度系数为
(4)用手缓慢地将重锤向上托起,直至遮光条恰好回到弹簧原长标记指针的等高处(保持细线竖直),迅速释放重锤使其无初速下落,光电门组记下遮光条遮光的时间
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(5)该同学换上不同质量的重锤,测出多组数据并画出了
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【推荐2】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,他的实验如下:在离地面高度为
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
的一小钢球接触。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,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为
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(1)请你推导出弹簧的弹性势能
与小钢球质量
、桌面离地面高度
,水平距离
等物理量的关系式:______ 。
(2)弹簧的压缩量
与对应的钢球在空中飞行的水平距离
的实验数据如下表所示:
从上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能
与弹簧长度的压缩量
之间的关系,并说明理由:______ 。
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(1)请你推导出弹簧的弹性势能
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aeabeb94d3abd700ae716a85c9e4d4bb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/294f5ba74cdf695fc9a8a8e52f421328.png)
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(2)弹簧的压缩量
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f85fca60a11e1af2bf50138d0e3fe62.png)
弹簧长度压缩量![]() | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
钢球飞行水平距离![]() | 1.01 | 1.50 | 2.01 | 2.48 | 3.01 | 3.50 |
从上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aeabeb94d3abd700ae716a85c9e4d4bb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81dea63b8ce3e51adf66cf7b9982a248.png)
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实验题
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适中
(0.65)
【推荐3】某同学利用图a装置探究轻质弹簧的弹性势能与弹簧形变量之间的关系。一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)所示。向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放。小球离开桌面后落到水平地面上。通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
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(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的____________ (填正确答案标号)。
A.小球的质量m
B.小球抛出点到落地点的水平距离s
C.桌面到地面的高度h
D.弹簧的压缩量Δx
E.弹簧原长l0
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=__________ 。
(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-Δx图线。从理论上可推出:如果h不变,m增加,s-Δx图线的斜率会_______ (填“增大”、“减小”或“不变”);
(4)设图(b)s-Δx图线的斜率为k,用测量量和已知量表示出Ep与Δx的函数关系式_______ 。
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(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的
A.小球的质量m
B.小球抛出点到落地点的水平距离s
C.桌面到地面的高度h
D.弹簧的压缩量Δx
E.弹簧原长l0
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=
(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-Δx图线。从理论上可推出:如果h不变,m增加,s-Δx图线的斜率会
(4)设图(b)s-Δx图线的斜率为k,用测量量和已知量表示出Ep与Δx的函数关系式
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