某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系.
(1)如图(a),将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测得相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得劲度系数k=___ N/m.(g取9.8m/s2)
(2)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图(b)所示;调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小___ .
(3)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为___ .
(4)重复(3)中的操作,得到v与x的关系如图(c).由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的压缩量的平方成___ 关系.
(1)如图(a),将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测得相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得劲度系数k=
(2)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图(b)所示;调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小
(3)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为
(4)重复(3)中的操作,得到v与x的关系如图(c).由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的压缩量的平方成
砝码质量(g) | 50 | 100 | 150 |
弹簧长度(cm) | 8.62 | 7.63 | 6.66 |
更新时间:2019-11-18 14:02:58
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【推荐1】某同学要探究一个弹簧压缩一定长度时具有的弹性势能大小,实验室提供了一个弹簧测力计、刻度尺、物块、方木板.实验步骤如下:
①将物块放在水平木板上,弹簧测力计左端固定在水平桌面上,另一端勾住物块,如图所示;
②水平拖动木板,读出弹簧秤测力计示数F;
③如图所示,固定木板,将弹簧左端固定在木板上,弹簧自由伸长到O点,用物块压缩弹簧到A点,无初速释放滑物块,物块停在木板上的B点,记录此位置.
(1)为测量此次弹簧压缩时储存的弹性势能,需要用刻度尺测出_______ (填写物理量及符号).
(2)弹簧具有的弹性势能EP=____________ (用所测物理量的符号表示)
(3)在步骤②中若这位同学加速拉动木板对实验结果__________ (填“有”或“无”)影响.
①将物块放在水平木板上,弹簧测力计左端固定在水平桌面上,另一端勾住物块,如图所示;
②水平拖动木板,读出弹簧秤测力计示数F;
③如图所示,固定木板,将弹簧左端固定在木板上,弹簧自由伸长到O点,用物块压缩弹簧到A点,无初速释放滑物块,物块停在木板上的B点,记录此位置.
(1)为测量此次弹簧压缩时储存的弹性势能,需要用刻度尺测出
(2)弹簧具有的弹性势能EP=
(3)在步骤②中若这位同学加速拉动木板对实验结果
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【推荐2】学习了《机械能守恒定律》之后,某研究性学习小组自行设计了“探究弹簧的弹性势能与形变量的关系”实验。他们的方法如下:
(1)如甲图所示,在轻弹簧上端固定一只力传感器,然后固定在铁架台上,当用手向下拉伸弹簧时,弹簧的弹力可从传感器读出。用刻度尺测量弹簧原长和伸长后的长度,从而确定伸长量。测量数据如表格所示:
(2)以x为横坐标,F为纵坐标,请你在图乙的坐标纸上描绘出弹力与伸长量关系的图线____ 。并由图线求得该弹簧的劲度系数=________ (保留两位有效数字)。
(3)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图丙所示。调整导轨水平,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的时间近似相等。
(4)用天平秤出滑块的质量m=300g。
(5)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能全部转化为________________ 。
(6)多次重复(5)中的操作,在弹簧弹性限度内得到v与x的数据整理如下表所示:
(7)结合上面测出的劲度系数和滑块质量m,可得到的表达式:_____________ 。
(8)由上述实验可得的结论:___________ 。
(1)如甲图所示,在轻弹簧上端固定一只力传感器,然后固定在铁架台上,当用手向下拉伸弹簧时,弹簧的弹力可从传感器读出。用刻度尺测量弹簧原长和伸长后的长度,从而确定伸长量。测量数据如表格所示:
伸长量x/10-2 m | 2.00 | 4.00 | 6.00 | 8.00 | 10.00 |
弹力F/N | 1.60 | 3.19 | 4.75 | 6.38 | 8.02 |
(3)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图丙所示。调整导轨水平,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的时间近似相等。
(4)用天平秤出滑块的质量m=300g。
(5)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能全部转化为
(6)多次重复(5)中的操作,在弹簧弹性限度内得到v与x的数据整理如下表所示:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
1.00 | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 | 6.00 | |
1.00 | 4.00 | 9.00 | 16.00 | 25.00 | 36.00 | |
0.161 | 0.320 | 0.479 | 0.648 | 0.800 | 0.954 | |
0.026 | 0.103 | 0.230 | 0.420 | 0.6400 | 0.910 | |
0.0039 | 0.0155 | 0.0346 | 0.0630 | 0.0960 | 0.1365 |
(8)由上述实验可得的结论:
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【推荐3】某物理兴趣小组利用如图所示装置进行“探究弹簧弹性势能与弹簧形变量关系”的实验。图中光滑水平平台距水平地面h=1.25m,平台上一轻质弹簧一端固定在挡板上,质量为m的小球与弹簧另一端接触并压缩弹簧,记录弹簧的压缩量 x后,由静止释放小球,小球从平台边缘水平飞出,落在地面上,用刻度尺测出小球水平飞行距离S;并用传感器(图中未画出)测量出小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间t。多做几次实验后,记录表如下表所示:
(1)由表中数据可知,在h一定时,小球水平位移 S=___ x,与_______ 无关;
(2)由实验原理和表中数据可知,弹簧弹性势能EP与弹簧形变量x的关系式为EP=______ (用m、h、x和重力加速度g表示);
(3)某同学按物体平抛运动规律计算了小球在空中的飞行时间:,由表中数据可知,发现测量值t均偏大。经检查,实验操作及测量无误,且空气阻力可以忽略,造成以上偏差的原因是__________ 。
(1)由表中数据可知,在h一定时,小球水平位移 S=
(2)由实验原理和表中数据可知,弹簧弹性势能EP与弹簧形变量x的关系式为EP=
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
x/m | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.04 | 0.05 |
S/m | 0.51 | 0.99 | 1.50 | 1.98 | 2.50 |
t/ms | 505.3 | 505.1 | 504.8 | 504.9 | 505.2 |
(3)某同学按物体平抛运动规律计算了小球在空中的飞行时间:,由表中数据可知,发现测量值t均偏大。经检查,实验操作及测量无误,且空气阻力可以忽略,造成以上偏差的原因是
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名校
【推荐1】在用落体法验证“机械能守恒定律”的实验时,某实验小组按照正确的操作选得纸带如图所示,其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中。已知重锤质量为m=0.20kg,交流电的频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80 m/s2。
(1)甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,他用求平均速度方法求出B点对应的瞬时速度vB=_____ m/s,求得该过程中重锤的动能增加量ΔEk=________ J,重力势能的减少量ΔEp=________ J(计算结果均保留2位有效数字);
(2)乙同学根据同一条纸带,也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,他根据OB段打点的次数计算出OB段的运动时间t,用v=gt计算B点的瞬时速度vB,求得动能的增加量ΔEk,再比较ΔEk和ΔEp;
(3)上述两种处理方法,你认为正确的是________ 同学所采用的方法(选填“甲”或“乙”)。
(1)甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,他用求平均速度方法求出B点对应的瞬时速度vB=
(2)乙同学根据同一条纸带,也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,他根据OB段打点的次数计算出OB段的运动时间t,用v=gt计算B点的瞬时速度vB,求得动能的增加量ΔEk,再比较ΔEk和ΔEp;
(3)上述两种处理方法,你认为正确的是
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【推荐2】大鹏同学设计了如图甲所示的装置,该装置既能验证机械能守恒定律,又能验证在最低点的向心力公式。一个质量均匀分布的小球由一根不可伸长的轻绳拴住,轻绳另一端固定于点,将轻绳拉至水平后由静止释放小球。在最低点附近放置一光电门,测出小球运动到最低点的挡光时间为,再用游标卡尺测出小球的直径d,如图乙所示,重力加速度为g。则:
(1)小球的直径d=________________ cm;
(2)为完成验证机械能守恒定律,还需通过操作测量相应的物理量是( )
A.用天平测出小球的质量m
B.用弹簧秤测出小球的质量m
C.用刻度尺测出悬点到球心的距离
D.用游标卡尺测出悬点到球心的距离
若等式_____________ =____________ 成立,说明小球下摆过程机械能守恒;[用已知量和(2)中测量出的物理量符号表示]
(3)为完成验证向心力公式,在悬点处又安装了一个拉力传感器,用来测出绳子上的拉力F。除此之外,还需通过操作测量相应的物理量是( )
A.用天平测出小球的质量m
B.用弹簧秤测出小球的质量m
C.用刻度尺测出悬点到球心的距离
D.用游标卡尺测出悬点到球心的距离
若等式F=____________ 成立,则可验证小球做圆周运动时在最低点向心力的公式正确。[用已知量和(3)中测量出的物理量符号表示]
(1)小球的直径d=
(2)为完成验证机械能守恒定律,还需通过操作测量相应的物理量是
A.用天平测出小球的质量m
B.用弹簧秤测出小球的质量m
C.用刻度尺测出悬点到球心的距离
D.用游标卡尺测出悬点到球心的距离
若等式
(3)为完成验证向心力公式,在悬点处又安装了一个拉力传感器,用来测出绳子上的拉力F。除此之外,还需通过操作测量相应的物理量是
A.用天平测出小球的质量m
B.用弹簧秤测出小球的质量m
C.用刻度尺测出悬点到球心的距离
D.用游标卡尺测出悬点到球心的距离
若等式F=
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(0.65)
名校
【推荐3】某同学研究自由落体运动的规律时,将小球从一固定的毫米刻度尺旁边由静止释放,用手机拍摄小球自由下落的视频,然后用相应的软件处理得到分帧图片,利用图片中小球的位置就可以得出速度、加速度等信息,实验装置如图1所示。如图2所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,相邻两帧之间的时间间隔为0.02s。
(1)图片Ⅱ中小球的瞬时速度约为___________ 。(结果保留两位小数)
(2)关于实验装置和操作,下列说法正确的是___________ 。
A.刻度尺应固定在竖直平面内
B.选择材质密度小的小球
C.铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落
D.固定手机时,摄像镜头应正对刻度尺
(3)该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h,绘制了图像,如图3所示。其中P、Q分别为两个大小相同,质量不同的小球下落的图像(空气阻力不变),由图像可知两球质量大小关系是___________ (选填“大于”、“等于”、“小于”)。
(4)如何利用图像判断小球下落过程机械能是否守恒?___________
(1)图片Ⅱ中小球的瞬时速度约为
(2)关于实验装置和操作,下列说法正确的是
A.刻度尺应固定在竖直平面内
B.选择材质密度小的小球
C.铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落
D.固定手机时,摄像镜头应正对刻度尺
(3)该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h,绘制了图像,如图3所示。其中P、Q分别为两个大小相同,质量不同的小球下落的图像(空气阻力不变),由图像可知两球质量大小关系是
(4)如何利用图像判断小球下落过程机械能是否守恒?
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