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 90 道试题
1 . 疫情期间“停课不停学”,小明同学在家用如图(a)所示的实验装置测量一轻质弹簧劲度系数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,则小球离开弹簧的速度v=___________;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,可得k=___________。(用题中的mdxt表示)
2 . 某同学利用自己设计的弹簧弹射器做“探究弹簧弹性势能与形变量的关系”实验,装置如图所示。弹射器水平放置,小球在右侧端口时,弹簧恰好处于原长。现将弹簧压缩x后释放,质量为m的小球被弹射出去。已知桌面距离地面高度为h,测量小球落地的水平距离为s,小球可视为质点,重力加速度为g。请回答下列问题:

(1)为减小实验误差,弹射器出口端应与桌面边缘___________(填“平齐”或“远离”)。
(2)当弹簧被压缩x时,弹簧的弹性势能Ep=___________(用字母mghs表示)。
(3)该同学在实验中测出多组数据,并发现x与s成正比,则探究得出弹簧弹性势能EP与形变量x的关系是___________
A.  B.  C.  D.
3 . 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。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________。(用相关物理量符号来表示)
2022-04-05更新 | 242次组卷 | 1卷引用:2022届陕西省西安市阎、高、蓝、周、临五区县高三下学期联考(二)理综物理试题
4 . 某同学根据机械能守恒定律,探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系,实验过程如下:
① 用游标卡尺测出挡光片的宽度d与弹簧秤测出滑块和遮光条的总质量M
② 将轻弹簧一端固定在气垫导轨左侧,如图甲,调整导轨至水平;
③ 用带有挡光片的滑块压缩弹簧(不栓接),记录弹簧的压缩量x;用计算机记录滑块通过光电门的挡光时间
④ 重复③的操作,得到x的关系如图乙。

                                                                                                       
(1)该实验可以用(用Md)表示弹簧弹性势能__________
(2)用游标卡尺测出遮光条的宽度d,示数如图丙,则d=__________cm。
(3)由图乙知,滑块速度v与位移x__________比;由上述实验可得结论,对同一根弹簧,弹性势能Ep与弹簧的__________成正比。
2022-03-20更新 | 812次组卷 | 5卷引用:2021届广东省七校联合体(仲元中学、普宁二中、中山一中等)高三下学期5月第三次联考物理试题
5 . 某实验小组探究轻质弹簧弹性势能与其形变量关系的实验装置如图甲所示。气垫导轨固定在水平桌面上,原长L=20cm的轻质弹簧一端固定在气垫导轨右端的挡板上,处于原长时另一端刚好与带有遮光条的滑块接触。弹簧与滑块不拴接,滑块处于静止状态。向右推动滑块压缩弹簧,然后将滑块由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间为t。已知遮光条及滑块的总质量M=0.5kg,遮光条的宽度d=8mm。不考虑滑块反弹,弹簧始终在弹性限度内。

(1)将实验中的轻质弹簧竖直悬挂,在其下端挂上一个质量为200g的重物。弹簧左侧刻度尺的零刻线与弹簧上端对齐。重物稳定时弹簧末端指针的位置如图乙所示。指针所指的刻度值为___________cm;弹簧的劲度系数k=___________N/m。(取g=10m/s2

(2)若某次实验中,测得遮光条经过光电门的挡光时间t=0.005s,则滑块经过光电门时的速度大小v=___________m/s;释放滑块时弹簧储存的弹性势能为___________J。
(3)实验小组将所测弹簧的形变量△L及相应弹性势能Ep的实验数据填在下表中。实验小组观察数据后,预测弹簧的弹性势能与其相应的形变量的平方成线性关系。请你在图丙坐标纸上补齐未画出的数据点,并绘出Ep—△L2图线。(      )
L/(10-2m)246810
Ep/(10-2J)3.915.932.863.899.7

(4)Ep-△L2图线的斜率为___________N/m。(结果保留三位有效数字)
(5)通过以上实验可得出结论:在误差允许的范围内,弹簧的弹性势能Ep=___________。(用k和△L表示)
6 . 某实验小组利用实验室里的器材来测量弹簧的弹性势能,如图所示为设计的装置,水平台面左侧固定一弹簧弹射器(内壁光滑),右侧的AB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,并用刻度尺测得AB两点间的水平距离x。将物块(可看作质点)压缩弹簧到位置P,由静止弹射出去,计时器记录下物块从AB所用的时间t,忽略一切阻力。

(1)物块被弹射出的速度大小的表达式是___________
(2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量___________
A.弹簧原长
B.弹簧的劲度系数k
C.当地重力加速度g
D.物块的质量m
(3)静止释放物块时,弹簧的弹性势能Ep=__________(用题目及所选物理量的字母符号表示),物块被弹射出去后,由于重力作用其运动轨迹会向下有所偏转,这对实验结果___________(填“有”或“没有”)影响。
2021-11-03更新 | 260次组卷 | 2卷引用:2022年全国统一招生考试模拟冲刺卷理综物理试题(一)
7 . 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,将弹簧悬挂在铁架台上,保持弹簧轴线竖直,将刻度尺竖直固定在弹簧一侧;弹簧自然悬挂,待弹簧静止时,记下弹簧长度,弹簧下端挂上钩码时,弹簧长度记为;每次增加一个质量为的钩码,弹簧长度依次记为。图乙是实验小组根据测得的数据所作的图象,纵轴是所加砝码的质量,横轴是弹簧长度与______(填“”“”或“”)的差值,由图乙可知弹簧的劲度系数为______。(重力加速度

(2)学习小组利用如图丙所示实验装置研究此弹簧的弹性势能。将此弹簧一端固定在水平导轨左端的挡板上,另一端紧靠(不粘连)一质量为、带有挡光片的小滑块,将弹簧压缩到位置后由静止释放(弹簧在弹性限度内),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,滑块在通过光电门前已脱离弹簧,滑块在导轨上的运动可视为不受阻力,则滑块离开弹簧时的速度大小为_______,弹簧推动小滑块释放的弹性势能的表达式为________
2021-03-17更新 | 483次组卷 | 2卷引用:2021年河北省新高考测评卷物理(第八模拟)
8 . 为探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系,某同学设计了如图( a )的实验装置。实验步骤如下:

①用游标卡尺测量滑块上遮光片的宽度 d,游标卡尺的示数如图( b );
②将水平弹簧的一端固定于水平气垫导轨的左侧;
③用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量 x
④释放滑块,记录滑块脱离弹簧后通过光电门的时间Δt,算出滑块的速度 v;
⑤重复步骤③④,作出 v x 的关系图像如图( c )。

回答下列问题:
(1)遮光片的宽度为___________ cm 。
(2)若Δt=3.0×10-2s,则滑块的速度为___________ m/s(保留两位有效数字)。
(3)由图( c )可知,vx___________关系。
(4)实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧压缩量的关系是___________
9 . 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。

2020·山东·模拟预测
实验题 | 适中(0.65) |
10 . 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的关系实验。图中光滑水平平台距水平地面高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,用刻度尺测出小球的水平飞行距离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,记录的数据如下表所示。
(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mhx和重力加速度g表示);
(3)某同学按物体平抛运动规律计算出小球在空中的飞行时间ts=0.5s=500ms,对比表中数据,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______
12345
x/m0.010.020.030.040.05
s/m0.510.991.501.982.50
t/ms505.3505.1504.8504.9505.2

2020-11-07更新 | 56次组卷 | 1卷引用:山东省2021年普通高中学业水平等级考试名校仿真模拟物理试题03
共计 平均难度:一般