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 17 道试题
1 . 某实验小组利用图甲所示实验装置,探究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系。
先用刻度尺测得水平桌面距地面的高度h;将轻质弹簧左端固定,右端与质量为m的小钢球接触,此时弹簧处于原长,然后将小球向左推,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,在复写纸下方的白纸上留下压痕点P,已知当地重力加速度为g
   
(1)实验测得小球的落点PO点的距离为L,由此可得小球释放前压缩弹簧的弹性势能__________;(用hLmg表示)
(2)由于小球与桌面间存在摩擦,(1)中测得较其真实值__________(选填“偏大”或“偏小”),为尽量减小的测量误差,固定轻弹簧时应让弹簧右端(自由端)位于__________
(3)改变弹簧压缩量进行多次实验,测得数据如下表所示,请在答题卡上图乙坐标纸上作出图像__________

弹簧压缩量

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

小球飞行水平距离

0.5

1.0

1.5

2.4

2.6

3.0

(4)由图像得出xL的关系式为__________;由实验得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式为__________
2 . 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:________
3 . 某同学用如图1所示的装置测量弹簧的劲度系数,在气垫导轨上固定好轻质弹簧和光电门,将光电门与数字计时器连接(图中未画出),操作步骤如下:

(1)首先调节气垫导轨。
(2)固定光电门,使之处于弹簧原长的右侧,选择宽度为d的遮光条,实验小组的同学用游标卡尺对遮光条的宽度进行了测量,读数如图2所示,则遮光条的宽度___________cm。

(3)接通电源,用手向左侧推动滑块,压缩弹簧到某一长度(弹簧处于弹性限度内),测出弹簧压缩量x
(4)将滑块由静止释放,读出滑块经过光电门时遮光条的挡光时间t,滑块质量为m,则此时滑块的动能为___________。(用mdt表示)
(5)重复步骤(4)测出多组x及对应的t
(6)画出图像如图3所示,测得图像的斜率为k,则弹簧劲度系数的表达式为___________。(用mdk表示)
2023-02-24更新 | 593次组卷 | 4卷引用:湖南省常德市汉寿县第一中学2022-2023学年高二下学期第六次段考物理试题
4 . 某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究:如图所示,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上。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)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能与小球刚要离开桌面时的动能相等。已知重力加速度大小为。为求得,至少需要测量下列物理量中的_________(填写前面的选项)。
A.小球的质量
B.小球抛出点到落地点的水平距离
C.桌面到地面的高度
D.弹簧的压缩量
E.弹簧的原长
(2)用所选取的测量量和已知量表示,得=_____
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5 . 某同学利用自己设计的弹簧弹射器做“验证弹簧弹性势能为弹簧的劲度系数,为弹簧的形变量)”的实验,装置如图(a)所示。水平放置的弹射器将质量为的小球弹射出去,测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为,用刻度尺测出弹簧的压缩量为,甲、乙光电门的间距为,忽略一切阻力。

(1)小球被弹射出的速度大小___________,求得弹簧弹性势能___________。(用题目中的字母表示)
(2)该同学测出多组数据,计算并画出如图(b)所示的关系图线,从而验证了它们之间的关系。根据图线求得弹簧的劲度系数___________。当弹簧压缩量从变为时(始终在弹簧弹性限度内),弹簧做功___________
(3)由于重力作用,小球被弹出去后运动轨迹会向下有所偏转,这对实验结果___________(选填“有”或“无”)影响。
6 . 航天员可以在空间站进行科学实验。为测量空间站中一小球质量,航天员设计了如图甲所示的实验装置。在平面上A处固定一挡板,一轻质弹簧一端与挡板相连,B处装有光电门。

(1)用游标卡尺测量小球的直径,如图乙所示,小球的直径为___________cm。
(2)将小球与弹簧接触并压缩弹簧,记录弹簧的压缩量,求得弹簧的弹性势能为0.042J。由静止释放小球,小球到达B处前,弹簧已恢复原长,测得小球通过光电门的挡光时间为7.75ms,则小球的质量为___________kg。
(3)若水平面粗糙,对小球质量的测量___________(选填“有”或“无”)影响。
7 . 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)。
8 . 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,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一小钢球接触。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,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为S

(1)小钢球从桌子边缘水平飞出时的速度大小是多少?________。(用hSg表示)
(2)请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m,桌面离地面高度h,水平距离S,重力加速度g等物理量的表达式:________
2013·全国·高考真题
实验题 | 适中(0.65) |
真题 名校
9 . 某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究,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,如图(a)所示.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)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等.已知重力加速度大小为g,为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的          (填正确答案标号).
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△x

E.弹簧原长l0
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=           
(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s—△x图线.从理论上可推出,如果h不变.m增加,s—△x图线的斜率会      (填“增大”、“减小”或“不变”);如果m不变,h增加,s—△x图线的斜率会 (填“增大”、“减小”或“不变”).由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与△x        次方成正比.
2019-01-30更新 | 4277次组卷 | 45卷引用:【暑假辅导班】2021年新高二物理暑假精品课程(人教版2019)第五讲 必修第二册实验
10 . 某同学利用如图甲所示的装置测量轻质弹簧的弹性势能,将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,左端固定,右端与一个小球生接触但不栓接调整左端位置并固定,使弹簧处于原长时,小球恰好位于桌子边缘O点向左推小球至C点后由静止释放,小球离开桌面后落到水平地面的P点.

现测得桌面边缘0点至P点的竖直高度为h,水平距离为x,小球A的质量为,重力加速度的大小为g,则:
小球离开桌面时的速度大小______
小球AC点时弹簧的弹性势能______填空均用已知物理量或测得物理量的符号表示
该同学用这套实验装置维续验证碰撞时动量是否守恒,如图乙所示他在桌子边缘放置另一半径相同、质量为的小球B,仍然将A球推至C点后由静止释放,A球与B球碰后分别落在水平地面上的M点和N点,测得MN点到桌子边缘的水平距离分别为
若两球碰撞前后的动量守恒,则应该满足表达式______
若碰撞为弹性碰撞,那么还应该满足的表达式为______
共计 平均难度:一般