题目内容

如图所示,一根轻质弹簧下端固定在水平面上.一质量为m的小球自弹簧正上方距地面高度为H1处自由下落并压缩弹簧,设小球速度最大时的位置离地面的高度为h1,最大速度为v1.若将此小球开始自由下落的高度提高到H2(H2>H1),相应的速度最大时离地面的高度为h2,最大速度为v2.不计空气阻力,则下列结论正确的是


  1. A.
    v1<v2,h1=h2
  2. B.
    v1<v2,h1<h2
  3. C.
    v1=v2,h1<h2
  4. D.
    v1<v2,h1>h2
A
分析:忽略空气阻力,小球弹簧和地球组成的系统机械能守恒;对小球进行受力分析,分析小球的运动过程,然后判断小球速度变化规律,物体加速度为零时,速度增大,此时重力大小等于弹力
解答:忽略空气阻力,小球弹簧和地球组成的系统机械能守恒,小球速度最大时的位置,重力大小等于弹力,设此时弹簧压缩量为定值,物体位置固定,此时物体离地高度为h1,故无论物体从何高度释放,速度最大时,离地高度是相同的,由此可采用排除法,只有A符合这一关系,故选A
点评:掌握机械能守恒的条件,是解决问题的关键,注意区分系统的机械能守恒和单个物体机械能守恒的区别.本题考查分析物体的受力情况和运动情况的能力,要抓住弹簧的弹力随压缩长度的增大而增大的特点,注意物体速度最大的条件是重力等于弹力
练习册系列答案
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(I)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,将玻璃管固定的水平桌面上,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,轻推小球,使弹簧压缩到某一位置后,测出弹簧的压缩量x.c)然后突然撤去外力,小球沿水平方向弹出落在地面上.记录小球的落地位置.
d)保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小球的平均落点,测得小钢球的水平射程s.
e)多次改变弹簧的压缩量x的数值x1、x2、x3…,重复以上步骤,测得小钢球的多组水平射程s1、s2、s3….

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,从而确定小球的平均落点”的目的是为了减小
偶然误差
偶然误差
(填“系统误差”或“偶然误差”).
②若要测量小钢球的水平射程s,除图中画出的取材以外,还必须选取的实验器材是
BDE
BDE

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,作出了弹簧形变量x与小钢球水平射程s的s-x图象,并根据能量守恒定
律推导出了Ep与水平射程s的关系式:Ep=
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,(式中h是开始时小球离地面的高度).据此他推断
出弹簧的弹性势能Ep与x2成正比,他从Ep∝s2得到Ep∝x2的理由是
由图象可看出s与x成正比,故Ep与x2成正比
由图象可看出s与x成正比,故Ep与x2成正比


(II)(10分)用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时选成短路,电路中用一定值电阻R0起保护作用.除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
A.量程0-3V的电压表
B.量程0-15V的电压表
C.量程0-0.6A的电流表
D.量程0-3A的电流表
E.(阻值3Ω、额定功率5W)的定值电阻
F.(阻值10Ω、额定功率10W)的定值电阻
G.(阻值范围0-10Ω、额定电流2A)的滑动变阻器
H.(阻值范围0-100Ω、额定电流1A)的滑动变阻器
(1)要正确完成实验,电压表的应选择
3
3
V,电流表的应选择
C
C
; R0应选择
E
E
,R应选择
G
G
.(用选项字母符号表示)
(2)引起该实验系统误差的主要原因是
由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小.
由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小.
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1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x.
(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s.
(e)多次改变弹簧的压缩量x的数值x1、x2、x3、…,重复以上步骤,测得小钢球的多组水平射程s1、s2、s3、…
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s,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x与小钢球水平射程s的s-x图象(如图2),测量出了桌面离地面的高度为h,小球的质量为m,根据能量守恒定律推导出了弹性势能EP与水平射程s的关系式:EP=
 
.根据弹簧形变量x与小钢球水平射程s的s-x图象,推断出弹簧的弹性势能EP与x2成正比理由是
 
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