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.实验装置如下图甲所示,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

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.实验装置如下图甲所示,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

题型:湖北模拟难度: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.实验装置如下图甲所示,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.
(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:
答案
举一反三
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弹簧压缩量x/(cm)1.001.502.002.503.003.50
小球飞行水平距离s/m2.013.004.014.986.016.99
(1)由平抛运动规律有 s=vt,
h=
1
2
gt2
得 v=s


g
2h

由机械能守恒定律得 EP=
1
2
mv2=
mgs2
4h

释放小球前弹簧的弹性势能表达式为Ep=
mgs2
4h

(2)由表中数据可看出,在误差范围内,s正比于x,即s=200x,
Ep=
mgs2
4h
,所以弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为       Ep=
104mgx2
h

(3)由Ep=
mgs2
4h
得,小球释放前压缩弹簧的弹性势能为:Ep=
mgL2
4y

联立得(II)步骤中弹簧的压缩量应该为 x=
L
200


h
y

(4)若在完成步骤(III)的过程中,光滑水平槽与桌子右边缘不垂直,则会使小钢球做斜下抛运动,此时会使y增大,由
x=
L
200


h
y
可知,用(3)问的方法计算得出的弹簧压缩量与实际值相比偏小.
 故答案为:(1)Ep=
mgs2
4h

(2)Ep=
104mgx2
h

(3)x=
L
200


h
y

(4)偏小
如图是探究某根弹簧伸长量X与所受拉力F之间的关系图.由图可知,弹簧的劲度系数是______N/m.当弹簧受F=10N的压力作用时,弹簧压缩量为______ cm.魔方格
大量事实表明:弹力的大小跟形变的大小有关.某同学为了探究“弹簧的弹力F和弹簧伸长量x的关系”对某一弹簧进行了测试,根据测得的数据绘出了如图所示的图线.这根弹簧在正常使用时的劲度系数为______N/m.魔方格
下列的实验步骤是一位同学做“探究弹簧形变与弹力的关系”的实验准备完成的,请你帮这位同学按操作的先后顺序用字母排列出来:______
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来
B.记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L0
C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺
D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码
E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式
F.解释函数表达式中常数的物理意义.
某同学做实验研究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系,下表是记录的实验数据.实验时弹力始终未超过弹性限度,弹簧很轻,自身质量可以不计.
(1)在图中的坐标纸上描点并画出弹簧弹力与弹簧长度之间的关系图象;
(2)图线与横轴交点坐标的物理意义是______;
(3)根据图线求得弹簧的劲度系数k=______ N/m.

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次数
物理量
12345
弹簧长度/cm1214161820
弹簧弹力/N2.14.06.17.910.0
如图所示,某同学用弹簧秤拉着木块在水平桌面上滑动,记录了下表所示的测量数据,为了测定木块与水平桌面间的动摩擦因数μ,他应选用第______次实验数据,还必须测量的物理量是______.
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实验次数12345
木块运动情况静止开始运动越来越快匀速运动越来越慢
弹簧秤读数/N2.03.74.53.52.5