组卷网 > 知识点选题 > 弹簧弹力做功与弹性势能的变化
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解析
| 共计 20 道试题
1 . 某同学利用如图甲所示的装置探究轻质弹簧的弹性势能与其形变量的关系: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。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。通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。回答下列问题:

(1)本实验中,设弹簧被压缩后的弹性势能Ep,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______(填正确答案序号)。
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Ep,得Ep=______
(3)图乙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”);如果m不变,h增加,s-Δx图线的斜率会______(填“增大”、“减小”或“不变”)。由图中给出的直线关系和EP的表达式可知,EPΔx______次方成正比。

2 . 用图甲所示装置测量轻弹簧的劲度系数和弹性势能。将弹簧左端通过压力传感器固定在水平气垫导轨左端的挡板上,弹簧自然伸长时,其右端在O点;在O点右侧BC两位置分别安装光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连。先用刻度尺测量出BC两位置间的距离l,再用带有遮光条的滑块压缩弹簧到某位置A,并标记该位置,物块与弹簧不拴接,此时压力传感器的示数为F;然后由静止释放滑块,计时器显示遮光片从BC所用的时间为t,最后用刻度尺测量出AO两点间的距离x。请回答下面问题:

(1)弹簧的劲度系数为_______________
(2)滑块离开弹簧时速度大小的表达式为________________
(3)要测出弹簧被压缩到A点时的弹性势能Ep,还需要测量_________________
A.弹簧原长             B.当地重力加速度               C.滑块(含遮光片)的质量
(4)改变OA间的距离x,多次实验得出x关系图像如图乙,说明Ep_________成正比。
3 . 把质量是m=0.5kg的小球放在竖立的弹簧上,并把球往下按至A的位置,如图甲所示。迅速松手后,弹簧把球弹起,球升至最高位置C(图丙),途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙)。已知BA之间的高度差为h1=0.1m,CB之间的高度差为h2=0.2m,弹簧的质量和空气的阻力均可忽略,g=10m/s2.下面说法中正确的是(  )
A.由状态甲至状态乙,弹簧的弹性势能转化为小球的动能
B.状态乙时,小球的动能最大
C.状态甲中弹簧的弹性势能是1.5J
D.状态乙中小球的动能是1.0J
2020-08-15更新 | 290次组卷 | 1卷引用:广东省华南师大附中2019-2020学年高一下学期期末考试物理试题
4 . 如图甲所示,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计。物块(可视为质点)的质量为m,在水平桌面上沿x轴运动,以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O,当弹簧的伸长量为x时,物块所受弹簧弹力大小为F=kxk为弹簧的劲度系数。图乙为Fx变化的示意图。物块沿x轴从O点运动到位置x1的过程中,根据F-x的图象,判断下列结果正确的是(  )
A.弹力做的功为F1x1B.弹力做的功为F1x1
C.弹性势能增加了kx12D.弹性势能减少了kx12
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5 . 惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中,这个系统的重要元件之一是加速度计,加速度计构造原理的示意图如图所示:沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块,滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连,两弹簧的另一端与固定壁相连,滑块上有指针,可通过标尺测出滑块的位移,然后通过控制系统进行制导.开始时标尺指在0点,两边的弹簧均处于原长。设某段时间内导弹沿水平方向运动,指针向左偏离0点距离为s,则这段时间内(  )
A.导弹的加速度方向向左,大小为
B.导弹的加速度方向向右,大小为
C.左边弹簧弹力做正功,弹性势能减少
D.右边弹簧弹力做负功,弹性势能增加
2020-08-04更新 | 277次组卷 | 1卷引用:广东省实验中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题
6 . 某研究性学习小组的同学设计实验探究轻质弹簧的相关特性。

(1)如图甲所示,将轻质弹簧上端固定于铁架台上,在弹簧下端依次增加钩码的个数,测量出弹簧相应的长度(在弹性限度内),部分数据已填入表格中,由这些数据可得该弹簧的劲度系数k=_______N/m。(重力加速度g取10m/s2

钩码质量(g)

0

50

100

150

弹簧长度(cm)

6.50

8.50

10.50

12.50


(2)如图乙所示,将此轻质弹簧一端固定在水平木板左端的挡板上,另一端紧靠(不粘连)一质量为m、带有挡光片的小滑块,将弹簧压缩到位置P后由静止释放。当光电门到P点的距离x时(x大于弹簧压缩量),测出小滑块上的挡光片通过光电门的时间为,已知挡光片的宽度为d,则小滑块到达光电门时的动能表达式为Ek=____。只改变光电门的位置,测出多组数据(每次小滑块都能通过光电门),并作出Ek-x图像如图丙所示。已知该图线斜率的绝对值为k,纵轴截距为b,则可知小滑块与木板间的动摩擦因数为_______,释放小滑块时弹簧的弹性势能为________。(均用题给物理量字母表示)
2020-03-04更新 | 516次组卷 | 4卷引用:2020届广东省深圳中学高三下学期理综合物理试题(六)
7 . 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,已知弹簧的劲度系数为50.0N/m.

(1)将弹簧固定于气垫导轨左侧。如图(a)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______________.
(2)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;称放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为______________________.
(3)重复(2)中的操作,得到的关系如图(b)。由图可知,___________关系,由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的______________________成正比。
2020-01-07更新 | 198次组卷 | 1卷引用:2019年广东省佛山市禅城区高三上学期统一调研测试物理试题(二)
8 . 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vx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.

砝码质量(g)

50

100

150

弹簧长度(cm)

8.62

7.63

6.66

9 . 图甲为竖直放置且固定在水平面上的轻弹簧,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点后被弹簧弹起并离开弹簧,它上升到一定高度后再下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出此过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示,不计空气阻力.下列说法中正确的是
A.t1时刻小球的动能最大
B.t2时刻小球的加速度最大
C.t3时刻弹簧的弹性势能最大
D.t1t3时刻,图乙中第一个曲线与时间轴所围的面积在数值上大于小球动量的变化量
2019-11-14更新 | 174次组卷 | 1卷引用:2019年广东省肇庆市高三上学期第一次统考理综物理试题
10 . 某兴趣小组用如图甲所示实验装置完成探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系后做拓展研究.请根据如下实验过程,完成相关实验内容:

   
(1)将轻质弹簧悬挂于铁架台,测得弹簧原长L0
(2)在弹簧下端拴挂质量为m的钩码,待系统静止时,测得弹簧长度L
(3)当地重力加速度为g,弹簧的劲度系数_________(用mgL表示);
(4)托起钩码使弹簧恢复原长,并由静止释放,测得弹簧拉伸的最大长度发现于是进一步探究弹簧两次伸长量之间的关系;
(5)改变钩码个数,重复实验,得到多组x数据,作出图象如图乙所示;
(6)由图乙可知_________,该小组换用不同弹簧进行同样实验,发现的值相同.
(7)通过分析,该小组得出了弹簧弹性势能的表达式:
①步骤(2)中,系统静止时,钩码受力平衡有_________(用kx0表示);
②步骤(4)中,根据机械能守恒定律,弹簧被拉伸到最长时弹性势能_________(用mgx表示);
③结合步骤(6),劲度系数为k的弹簧伸长x时,对应的弹性势能_________(用kx表示)。
2019-06-05更新 | 334次组卷 | 4卷引用:【市级联考】广东省广州市2019届高三4月综合测试(二模)物理试题
共计 平均难度:一般