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 18 道试题
1 . 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,如果挡光片的宽度为d,记下挡光片通过光电门的时间t;则滑块到达光电门的速度为___________
(3)多次改变弹簧的压缩量,记下相应的xt,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xt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___________
2023-12-03更新 | 112次组卷 | 1卷引用:新疆石河子市石河子第一中学2023-2024学年高三上学期11月月考物理试题
2 . 在“探究弹簧弹性势能的表达式”的实验中,把一轻质弹簧一端固定好,然后用力缓慢拉伸弹簧,使其形变量达到,如图甲所示,为进一步探究拉力F做的功W的大小,某同学采取下列做法:
   
(1)把弹簧拉伸的过程分成很多小段,它们的长度分别是,在各个小段上,拉力可看成不变,它们分别是
(2)那么,拉力在整个过程中做的功可以表示为:________(填写方程式);
(3)以弹力F为纵轴,形变量x为横轴,作图像如图乙所示,发现(2)题中的表达式的结果恰好等于图线与________(选填“横轴”或“纵轴”)所围的面积即弹簧弹性势能的表达式可以写作:________.(已知弹簧的劲度系数为k)。
3 . 如图所示。某科技小组利用自己设计的弹簧弹射器探究“弹簧弹性势能与形变量关系”,弹射器水平放置,弹簧被压缩x后释放,将质量为m、直径为d的小球弹射出去。测出小球通过光电门的时间为t。请回答下列问题:

(1)为减少实验误差,弹射器出口端距离光电门应该________(选填“近些”或“远些”)。
(2)小球通过光电门的速度大小________(用mdt表示),小球弹出过程中弹簧的弹性势能________(选填“增大”或“减小”)。
(3)弹簧的压缩量x________(选填“越大”或“越小”),小球通过光电门的时间越长。
4 . 某同学设计了利用一根弹簧和一个小球来探究弹性势能的大小与弹簧形变量的关系的实验方案。

(1)如图所示,将弹簧的左端固定在水平桌面上,此时弹簧的右端恰好到达桌面边缘,然后向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放。
(2)为了减小小球与桌面间的摩擦,在桌面上涂抹了润滑油,这样可认为弹簧被压缩后具有的弹性势能与小球抛出时的动能相等。之后将小球置于弹簧右端开始实验,把弹簧分别压缩(弹簧始终在弹性限度内)后释放,小球离开桌面水平飞出,已知重力加速度为
(3)某次测量时,该同学测出桌面的高度为,小球被弹簧弹出后落地点到桌沿的水平距离为,则小球平抛离开桌面时的速度大小为:________。为了测出小球离开弹簧时的动能,该同学还需要的测量工具是:________
A.秒表       B.打点计时器       C.天平
用测量的物理量表示出弹簧弹性势能的大小为:________
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5 . 用如图所示的装置测量轻弹簧压缩时的弹性势能。将弹簧放置在光滑水平桌面上,左端固定,弹簧自然伸长时右端恰好处于桌面右边缘P点,水平地面上的O点位于P点正下方,用一小球从弹簧的右端将弹簧压缩至图示位置,弹簧具有弹性势能Ep。现将小球从静止开始无初速度释放,记录小球在水平地面上的落点Q,用刻度尺测出OP间的高度hOQ间的距离L,已知当地重力加速度为g

(1)小球离开桌面右边缘P点时的瞬时速度大小vP=_________(用题给物理量符号表示)。
(2)为了测量轻弹簧的弹性势能Ep,还需要测量的物理量是__________
A.小球的质量m
B.小球的直径d
C.小球从P点到Q点的运动时间t
D.弹簧的形变量x
(3)轻弹簧的弹性势能Ep=___________(用题给物理量符号表示)。
6 . 医用口罩一般都采用了弹性绳,为了佩戴舒适,弹性绳的劲度系数都很小。某同学对口罩的弹性绳进行了探究。
(1)他首先猜想弹性绳在拉伸过程中弹力与形变量的关系可能满足胡克定律,为了验证猜想进行了一些实验,取下口罩上的一根弹性绳,用一小量程弹簧测力计和刻度尺分别测量弹性绳的弹力与总长度,记下它每一次的长度L及对应的拉力大小F,并在坐标纸上描出如图甲所示的图像。由图甲可知,该弹性绳的劲度系数k=___________N/m,原长L0=___________cm。(结果均保留三位有效数字)

(2)该同学查阅资料发现,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。如图乙所示,他将该弹性绳一端固定在O点,另一端与一质量为m的小球相连,当弹性绳刚好伸直时,小球处于A点,现将小球从A点正上方高为hB点由静止释放,测得小球下落的最低点CA点的距离为x,该过程中弹性绳始终在弹性限度内,重力加速度大小为g,小球在C点时,弹性绳的弹性势能=___________
7 . 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。实验装置如图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右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的小刚球接触.将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。重力加速度为g
(1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为_________
(2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:
弹簧压缩量x/cm1.001.502.002.503.003.50
小球飞行水平距离2.013.004.014.986.016.99
结合(1)问与表中数据,弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为________

(3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(II)步骤中弹簧的压缩量应该为_______
8 . 小明同学用如图(a)所示的实验装置测量弹簧劲度系数k。已知图中所给小球的质量为m,水平轨道可视为光滑,B处装有光电门,可测量小球经过光电门的时间。下面是小明进行的一次实验:

(1)用游标卡尺测量小球的直径d如图(b)所示,记录小球的直径d=___________cm;
(2)将弹簧左端固定在挡板上;让小球与弹簧接触并压缩弹簧,记录压缩量x
(3)由静止释放小球,测得小球通过光电门的时间t=5.00ms,则小球离开弹簧的速度v=_______m/s;若已知弹簧弹性势能k为劲度系数,x为形变量。则根据实验步骤中测得的物理量,则可得k=_____。(用题中的mdxt表示)
9 . 如图a,某实验小组利用力学传感器、刻度尺测量出了弹簧在A位置处的弹性势能和小球的质量。其具体操作如下:
①将小球从A位置由静止释放(小球与弹簧不粘连);
②利用压力传感器测量出小球经过B位置时的压力F
③利用刻度尺测量半圆形轨道的轨道半径R
④改变半圆形轨道的轨道半径R,再次从A位置由静止释放小球,重复步骤②和步骤③。不计所有摩擦,半圆形轨道与水平轨道接触良好,传感器置于半圆形轨道最低处,重力加速度g取10.0m/s2

(1)若通过图像法处理数据,实验小组应该做出压力F___________(填“R”或“”)的图像。
(2)若实验小组作出的图像如图b所示,则小球的质量为___________kg,弹簧的弹性势能为___________J。(均保留2位有效数字)。
10 . 用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点;在O点右侧的BC位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连。先用米尺测得BC两点间距离s,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,由静止释放,计时器显示遮光片从BC所用的时间为t,用米尺测量AO之间的距离x

(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是v=______
(2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量______;(选填字母序号)
A.弹簧原长B.滑块(含遮光片)的质量C.当地重力加速度
(3)若气垫导轨右端比左端略高,弹性势能的测量值与真实值比较将_______。(选填字母序号)
A.偏大       B.偏小       C.相等
共计 平均难度:一般