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:在离地面高为h处的光滑水平桌面上,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

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:在离地面高为h处的光滑水平桌面上,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

题型:不详难度:来源:
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:在离地面高为h处的光滑水平桌面上,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m的一钢球接触,当弹簧处于自然长度时,钢球恰好在桌子的边缘,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,钢球在空中飞行后落到水平地面,水平距离是L。
(1)若钢球某次在空中飞行后落到水平地面的P点,如图所示,则水平距离L =        cm。

(2)弹簧的弹性势能EP与钢球质量m、桌面离地的高度h,水平距离L等物理量的关系式是:EP =             (用m、h、L、g符号表示)。
答案

解析
(1)由图可知则水平距离L =59.40-50.00=9.40cm
(2)弹簧的弹性势能EP=,综合可得EP =
故答案为:(1) 9.40cm  (2)
举一反三
某同学查资料得知:弹簧的弹性势能仅与弹簧的劲度系数和形变量有关,并且与形变量的平方成正比。为了检验此结论的正确性,他设计了如下实验:
(a)取一根轻质弹簧和一根内径略大的直玻璃管,将玻璃管固定在水平桌面上,将弹簧插入玻璃管并固定一端,如图所示.

(b)将小钢球放入玻璃管,轻推小钢球,使弹簧压缩到某一位置后,测出弹簧的压缩量
(c)然后突然撤去外力,小钢球沿水平方向弹出落在地面上,记录小钢球的落地位置.
(d)保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小钢球的平均落点,测得小钢球的水平射程
(e)多次改变弹簧的压缩量的数值、…,重复以上步骤,测得小钢球的多组水平射程、…
请你回答下列问题:
(1)在实验中,“保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小钢球的平均落点”的目的是为了减小              (填“系统误差”或“偶然误差”).
(2)若要测量小钢球的水平射程,除图中画出的器材以外,还必须选取的实验器材是
                   .(填写器材代号)

A 秒表          B 刻度尺            C 螺旋测微器    D白纸           E复写纸
(3)该同学根据实验的测量结果,作出弹簧形变量与小钢球水平射程图象,测量出了桌面离地面的高度为,小球的质量为,根据能量守恒定律推导出了弹性势能与水平射程的关系式:            .根据弹簧形变量与小钢球水平射程图象,推断出弹簧的弹性势能成正比理由是               
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在“验证牛顿第二定律的实验”中,某同学设计了如图所示的实验方案。两个相同的小车放在光滑水平板上,前端各系一细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中可放砝码。小盘和砝码所受的重力等于使小车匀加速运动的力(本题可以这样近似处理)。增减盘中砝码可以改变小车受到的合力,增减小车上的砝码可以改变小车的质量。两小车后端各系一细线,用一个黑板擦把两条细线同时按在桌子上,使小车静止。抬起黑板擦,两小车同时开始运动,按下黑板擦,两小车同时停下来。
两小车及其中砝码的总质量分别记为m1、m2,两个小盘及其中砝码所受的总重力分别记为G1、G2,实验中,从右图所示位置由静止开始抬起黑板擦又放下,两小车通过的位移分别为x1、x2。则根据以上数据:
(1)当满足      时,验证         即可验证小车加速度与合力成正比;
(2)当满足      时,验证         即可验证小车加速度与质量成反比。
(用含m1、m2、G1、G2、x1、x2的表达式作答)
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Ⅰ.乙同学采用如图所示的装置进行了有关“动能定理”探究的实验。
a.按图把实验器材安装好,不挂配重,反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动;
b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重。接通电源,放开小车,电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始,此后在纸带上每隔4个点取一个计数点,依次标为B、C、D……;
c.测量出B、C、D、……各点与A点的距离,分别记为x1x2x3……;
d.用配重受到的重力分别乘以x1x2x3……,得到配重重力所做的功W1W2W3……;(重力加速度g=9.80m/s2
e.求出B、C、D、……各点速度的大小,分别记为v1v2v3……,再求出它们的平方……;
f.用纵坐标表示速度的平方,横坐标表示配重重力所做的功W,作出图象,并在图象中描出()坐标点,再连成图线;
(以下计算保留到小数点后两位)
①在步骤d中,该同学测得,则配重重力所做的功     J;
②该同学得到的图象如图所示。通过图象可知,打A点时对应小车的速度      m/s;

③小车的质量M=       kg.
Ⅱ.某学习小组通过实验来研究用电器D的导电规律。他们在实验中测得用电器D两端的电压与通过D的电流的数据如下表:
U/V
0.0
0.2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.000
0.050
0.100
0.150
0.180
0.195
0.205
0.215
 
(1)请根据上述表格中的数据,在图中用笔连线补充完成该电路的实物图;

(2)利用这些数据绘出的用电器D的伏安特性曲线如图所示。已知A、B两端电压恒为1.5V,请结合图线解决下列问题:

①若把用电器D接入如图所示的电路中时,电流表的读数为0.100A,则定值电阻R0阻值为________Ω;
②若将两个与上述电阻相同的定值电阻R0并联后接入同一电路,如图,则在该电路中用电器D的工作压为__________V。
             
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(1) 某同学做“验证机械能守恒定律”实验
①该同学开始实验时情形如图所示,接通电源释放纸带。请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方:

(i)                         ;(ii)                         
②该同学经修改错误后,在正确操作下,研究从静止开始下落的物体所受阻力的情况,得到如图所示的纸带(A、B、C、D、E均为相邻的打点),测出A、C间的距离为14.77cm,点C、E间的距离为16.33cm。已知当地重力加速度为10m/s2,电源的频率为50Hz,重锤质量为m=1.0kg,设重锤所受阻力大小不变。在从A下落到E的过程中,阻力大小          N,通过C点时的即时速度大小为         m/s.(经果保留三位有效数字)

(2)某同学用电压表、电阻箱、开关和若干导线来测一节干电池的电动势和内阻。实验原理图如图甲。
①根据原理图,完成图乙的实物连线。
②电阻箱某次指示如图丙,此时阻值R=      
③改变电阻箱的阻值,得到几组R、U值,作出图象如图丁,根据图象求得该电池的电动势E=         ,内阻r=        (保留三位有效数字)
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在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学按照正确的操作选得纸带如右。其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点该同学用毫米刻度尺测量O到A
B、C各点的距离.并记录在图中(单位cm)。

(1)这三个数据中不符台有效数字读数要求的是    , 应记作    cm.
(2)该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,已知当地的重力加速度度g=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度,则该段重锤重力势能的减少量为   ,而动能的增加量为    ,(均保留3位有效数字,重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量    动能的增加量,原因            
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