题目内容
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)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等物理量的关系式:________________。
(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:
(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:
根据上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能EP与弹簧的压缩量x之间的关系,并说明理由:__________________________。
(1)
(2)EP与x的关系为:EP与x2成正比(EP∝x2)。 猜测的理由:由表中数据可知,在误差范围内,x∝s 。而从(1)中关系式有EP∝s2。
(2)EP与x的关系为:EP与x2成正比(EP∝x2)。 猜测的理由:由表中数据可知,在误差范围内,x∝s 。而从(1)中关系式有EP∝s2。
练习册系列答案
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(9分)一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系。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的小球刚好接触。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:
弹簧压缩量x/cm |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
2.50 |
3.00 |
3.50 |
小球飞行水平距离s/m |
0.21 |
0.30 |
0.41 |
0.49 |
0.61 |
0.69 |
结合(1)问与表中数据,可分析得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的函数关系式为 (k为比例系数)
A. B. C. D.
(3)你认为与x的关系式中的比例系数k与弹簧的什么因素有关?