1 . 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,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(不计空气阻力,当地重力加速度为g)
(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Ep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Ep=_____ (用相关物理量符号来表示)
(3)弹簧的压缩量x与对应的铜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,请你猜测弹性势能Ep与弹簧的压缩量x的关系________ (用文字或物理量符号来表示,写出这两个量定性关系即可)
(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Ep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Ep=
(3)弹簧的压缩量x与对应的铜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 |
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2018-04-18更新
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351次组卷
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3卷引用:13.力学实验-2023年全国甲卷地区二模分类汇编
2019高三下·全国·专题练习
2 . 某学习小组欲利用气垫导轨做“弹簧劲度系数一定时探究弹簧弹性势能与弹簧形变长度的关系”实验,实验装置如图1所示。主要实验步骤如下:
a.轻弹簧左端固定在导轨左端,右端紧靠质量m=0.4 kg的滑块,但不拴接。
b.用游标卡尺测量固定在滑块上遮光条的宽度d,其示数如图2所示,则d=___________ mm。
c.打开气源,滑块放在导轨上,反复调节气垫导轨,推动滑块,依次通过两个光电门,直至___________ ,说明气垫导轨已经调至水平了。
d.向左推滑块使弹簧压缩x1=1.00 cm,然后释放滑块,记下遮光条通过光电门1的遮光时间t1=8.4×10–3 s,则滑块离开弹簧时的速度v1=___________ m/s。(结果保留两位有效数字)
e.多次改变弹簧的压缩长度x,重复实验,分别记录遮光时间t,获得多组实验数据和对应的处理数据如下表,请在表格中填写对应的弹性势能Ep。
请你在图3中建立合适的坐标并画出能直观反映出弹性势能Ep与弹簧形变长度x关系的图线___________ 。根据图线得出结论:___________ 。
a.轻弹簧左端固定在导轨左端,右端紧靠质量m=0.4 kg的滑块,但不拴接。
b.用游标卡尺测量固定在滑块上遮光条的宽度d,其示数如图2所示,则d=
c.打开气源,滑块放在导轨上,反复调节气垫导轨,推动滑块,依次通过两个光电门,直至
d.向左推滑块使弹簧压缩x1=1.00 cm,然后释放滑块,记下遮光条通过光电门1的遮光时间t1=8.4×10–3 s,则滑块离开弹簧时的速度v1=
e.多次改变弹簧的压缩长度x,重复实验,分别记录遮光时间t,获得多组实验数据和对应的处理数据如下表,请在表格中填写对应的弹性势能Ep。
x/cm | 1.00 | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 | 6.00 |
t/ms | 8.40 | 4.19 | 2.79 | 2.09 | 1.69 | 1.39 |
m/J | 0.05 | 0.20 | 0.45 | 0.81 | 1.24 | 1.83 |
Ep/J |
请你在图3中建立合适的坐标并画出能直观反映出弹性势能Ep与弹簧形变长度x关系的图线
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名校
3 . 某同学看到法治节目中报道有人用弹弓射击野生保护动物,他对此行为表示强烈谴责,为了教育其他同学不要玩弹弓,他想用学过的物理知识来实际测量它的威力.于是他准备了一个节目中类似的弹弓(如图甲),它每侧固定有两根完全相同的橡胶管.金属弹珠质量为10g,直径为10mm.
(1)他首先猜想橡胶管拉伸过程中弹力与形变量的关系满足胡克定律,为了验证猜想进行了实验.由于实验室的传感器量程较小,于是他取其中一根橡胶管进行实验,通过传感器拉动橡皮管,记下它每一次的长度L及对应的拉力F大小,并在坐标纸画出图乙所示的图像.
为了便于研究,他在老师的启发下将原图像拟合成如图丙所示,请你根据图像,计算出该单根橡胶管的原长L0=__________ ,劲度系数k=__________ .
(2)同学查阅资料发现,当弹丸发射后的比动能(动能与最大横截面积的比值)超过1.8J/cm2就可被认定为枪支,并且满足胡克定律的物体在弹性限度内其弹性势能E与形变量x的关系式可表示为E=kx2.在一次测试中弹弓每侧的橡皮管组拉至49cm长.请你估算弹珠离开弹弓时的比动能____________________ (π取3,结果保留两位有效数字)
(1)他首先猜想橡胶管拉伸过程中弹力与形变量的关系满足胡克定律,为了验证猜想进行了实验.由于实验室的传感器量程较小,于是他取其中一根橡胶管进行实验,通过传感器拉动橡皮管,记下它每一次的长度L及对应的拉力F大小,并在坐标纸画出图乙所示的图像.
为了便于研究,他在老师的启发下将原图像拟合成如图丙所示,请你根据图像,计算出该单根橡胶管的原长L0=
(2)同学查阅资料发现,当弹丸发射后的比动能(动能与最大横截面积的比值)超过1.8J/cm2就可被认定为枪支,并且满足胡克定律的物体在弹性限度内其弹性势能E与形变量x的关系式可表示为E=kx2.在一次测试中弹弓每侧的橡皮管组拉至49cm长.请你估算弹珠离开弹弓时的比动能
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2018-04-27更新
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375次组卷
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5卷引用:课练 7 实验 探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系 验证力的平行四边形定则—2021届高中物理(新高考)一轮考评特训检测
(已下线)课练 7 实验 探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系 验证力的平行四边形定则—2021届高中物理(新高考)一轮考评特训检测广东省韶关市2018届高三4月第二次模拟考试理科综合物理试题【全国市级联考】广东省韶关市2018届高三高考二模物理试题【全国百强校】河南省南阳市第一中学2018届高三第十六次考试理综物理试题江西省大余中学2019届高三5月月考理综-物理试题
4 . A、B两同学用图甲所示实验装置探究轻弹簧的弹性势能与其压缩量的关系:轻弹簧放置在倾斜的长木板上,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不同的量,再由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧的压缩量与弹性势能的关系.
(1)实验步骤如下:
a.将木板左端抬高,平衡物块受到的摩擦力;
b.向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧的压缩量;
c.先接通打点计时器电源,再松手释放物块.
(2)实验时,A同学让弹簧的压缩量为△x,打点结果如图乙所示;B同学让弹簧的压缩量为2△x,打点结果如图丙所示,已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,物块质量为200g.
(3)结合纸带所给的数据可知:A同学实验时物块脱离弹簧时的速度大小为_______ m/s,对应弹簧压缩时的弹性势能为__________ J;B同学实验时物块脱离弹簧时的速度大小为__________ m/s,对应弹簧压缩时的弹性势能为_________ J.(结果均保留两位有效数字).
(4)对比A、B两位同学的实验结果可知:弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系为________ .
(1)实验步骤如下:
a.将木板左端抬高,平衡物块受到的摩擦力;
b.向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧的压缩量;
c.先接通打点计时器电源,再松手释放物块.
(2)实验时,A同学让弹簧的压缩量为△x,打点结果如图乙所示;B同学让弹簧的压缩量为2△x,打点结果如图丙所示,已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,物块质量为200g.
(3)结合纸带所给的数据可知:A同学实验时物块脱离弹簧时的速度大小为
(4)对比A、B两位同学的实验结果可知:弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系为
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名校
5 . 如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在地面上的A点,弹簧处于原长时,圆环高度为h.让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零.则在圆环下滑到底端的过程中(杆与水平方向夹角为30°)( )
A.圆环机械能守恒 |
B.弹簧的弹性势能先减小后增大 |
C.弹簧的弹性势能变化了mgh |
D.弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大 |
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2018-09-27更新
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299次组卷
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6卷引用:《2021届高考物理三轮复习专题集训》 机械能守恒定律(A)
(已下线)《2021届高考物理三轮复习专题集训》 机械能守恒定律(A)(已下线)《2021届高考物理三轮复习强化训练》:机械能守恒定律(B)云南省通海二中2018-2019学年高二年级入学考试 物理试题湖北省巴东县第一高级中学2018-2019学年高一下学期第二次月考物理试题(已下线)【南昌新东方】江西省南昌二中高一(下)4月线上授课物理试题1.5机械能守恒定律(第1课时) 同步练习-鲁科版(2019)必修第二册
6 . 为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”,查资料得知:“弹簧的弹性势能,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的形变量”.某同学用压缩的弹簧推静止的小球(已知质量为m)运动来探究这一问题.为了研究方便,把小铁球O放在水平桌面上做实验,让小铁球O在弹力作用下运动,即只有弹簧推力做功.该同学设计实验如下:
(1)如图甲所示,将轻质弹簧竖直挂起来,在弹簧的另一端挂上小铁球O,静止时测得弹簧的形变量为d.在此步骤中,目的是要确定______ ,用m、d、g表示为______ .
(2)如图乙所示,将这根弹簧水平放在光滑桌面上,一端固定在竖直墙面,另一端与小铁球接触(不连接),用力推小铁球压缩弹簧;小铁球静止时测得弹簧压缩量为x,撤去外力后,小铁球被弹簧推出去,从水平桌面边沿抛出落到水平地面上.
(3)测得水平桌面离地高为h,小铁球落地点离桌面边沿的水平距离为L,则小铁球被弹簧弹出的过程中初动能Ek1=______ ,末动能Ek2=______ (用m、h、L、g表示);弹簧对小铁球做的功W=______ (用m、x、d、g表示).对比W和(Ek2-Ek1)就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”,即:“在实验误差范围内,外力所做的功等于物体动能的变化”.
(1)如图甲所示,将轻质弹簧竖直挂起来,在弹簧的另一端挂上小铁球O,静止时测得弹簧的形变量为d.在此步骤中,目的是要确定
(2)如图乙所示,将这根弹簧水平放在光滑桌面上,一端固定在竖直墙面,另一端与小铁球接触(不连接),用力推小铁球压缩弹簧;小铁球静止时测得弹簧压缩量为x,撤去外力后,小铁球被弹簧推出去,从水平桌面边沿抛出落到水平地面上.
(3)测得水平桌面离地高为h,小铁球落地点离桌面边沿的水平距离为L,则小铁球被弹簧弹出的过程中初动能Ek1=
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2017-08-26更新
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423次组卷
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5卷引用:2019年3月19日《每日一题》必修2 探究功与速度变化的关系(二)
(已下线)2019年3月19日《每日一题》必修2 探究功与速度变化的关系(二)高中物理人教版(必修二)模块综合检测物理试卷四川省资阳2017-2018学年度高一年级下学期期末考试物理试卷江苏省徐州巿炮车中学2019-2020学年高一下学期期中模拟物理试题(一)(已下线)2022年强基计划校级初选物理试题
7 . 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:
(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____________ .
(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,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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2018-06-05更新
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325次组卷
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3卷引用:2018年高考题及模拟题汇编 专题18 力学实验
(已下线)2018年高考题及模拟题汇编 专题18 力学实验重庆市第一中学、合肥八中、石家庄市第一中学2018届高三下学期高考模拟考试理科综合物理试题重庆市2023-2024学年高三上学期11月月考物理试题
2020高一下·浙江·专题练习
8 . 如图所示,处于自然长度的轻质弹簧一端与墙接触,另一端与置于光滑地面上的物体接触,现在物体上施加一水平推力F,使物体缓慢压缩弹簧,当推力大小为20N时,弹簧被压缩5厘米,弹簧的弹力做功_________ J,以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零,则弹簧的弹性势能为_________ J。
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2020-05-08更新
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122次组卷
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3卷引用:【新东方】高物 (450)
9 . 某实验小组利用如图甲所示的实验装置,探究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系,光滑水平桌面距地面高为h,一轻质弹簧左端固定,右端与质量为m的小钢球接触,弹簧处于原长时,将小球向左推,压缩弹簧一段距离后由静止释放,在弹簧弹力的作用下,小球从桌子边缘水平飞出,小球落到位于水平地面的复写纸上,从而在复写纸下方的白纸P点留下痕迹.(已知重力加速度为g)
(1)实验测得小球的落点P到O点的距离为l,那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能Ep与h、l、mg之间的关系式为________________ ;
(2)改变弹簧压缩量进行多次实验,测量数据如下表所示,请在图乙坐标纸上作出x-l图象______ .
(3)由图象得出x与l的关系式为__________ ;由实验得到弹簧弹性势能Ep与弹簧压缩量x之间的关系式为________ .
(1)实验测得小球的落点P到O点的距离为l,那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能Ep与h、l、mg之间的关系式为
(2)改变弹簧压缩量进行多次实验,测量数据如下表所示,请在图乙坐标纸上作出x-l图象
弹簧压缩量x/m | 0.020 | 0.040 | 0.060 | 0.080 | 0.100 | 0.120 |
小球飞行水平距离l/m | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.4 | 2.6 | 3.0 |
(3)由图象得出x与l的关系式为
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10 . 如图甲所示,在水平桌面上,一轻质弹簧左端固定,右边紧贴着一个带有遮光片的物块(物块与弹簧不栓接),物块在B处时,弹簧处于原长,B处放置有光电门,开启光电门,缓慢推动物块向左移动至A处,然后将物块由静止释放,物块被弹出经过光电门,最终停在C处,重力加速度为g.
(1)若要用上述装置测定滑块和水平面之间的动摩擦因数μ,除了测量遮光片宽度d和遮光片挡光时间t,还需测量的物理量是_________ .若该物理量用字母x表示,则动摩擦因数的表达式为μ=______ (用符号表示).
(2)如图乙,用游标卡尺测得遮光片宽度d=_______ cm.
(3)某同学认为,若再测出滑块质量m,就可以测得滑块在A处时弹簧的弹性势能,即. 显然_________ (选填“>”、“<”或“=”).
(1)若要用上述装置测定滑块和水平面之间的动摩擦因数μ,除了测量遮光片宽度d和遮光片挡光时间t,还需测量的物理量是
(2)如图乙,用游标卡尺测得遮光片宽度d=
(3)某同学认为,若再测出滑块质量m,就可以测得滑块在A处时弹簧的弹性势能,即. 显然
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