题目内容

11.在《探究弹性势能的表达式》实验中,如图甲所示,先将弹簧的一端固定,使弹簧处于自然长度(弹性势能为零),然后在另一端施加一个拉力F,使弹簧伸长了△l距离,弹性势能增加(选填“增加”或“减少”)由于拉力是变力,拉力做功可以分割成一小段一小段处理,每一小段的弹力可以近似看成是恒力,再把每一小段的功相加求和,可得W=F1△l+F2△l+F3△l+….某次实验中作出拉力F与弹簧伸长量x的图象如图乙所示,则在弹簧被拉长L的过程中拉力做功为$\frac{{F}_{0}L}{2}$. 

分析 当弹簧弹力对外做正功时,弹性势能减小;当弹簧弹力对外做负功时,弹性势能增加.
弹簧的弹力是变力,可通过求平均值,来求弹力做功,从而求出拉力做功.

解答 解:拉力对弹簧做正功,则弹簧对外做负功,即弹簧克服拉力做功,此时弹性势能增加;
根据功的公式:W=Fx
在弹簧被拉长L的过程中,弹力做功等于F与x轴所围成的面积,为W=$\frac{{F}_{0}L}{2}$;则拉力做功也是$\frac{{F}_{0}L}{2}$
故答案为:增加,$\frac{{F}_{0}L}{2}$

点评 本题关键明确外界对弹簧做正功,弹性势能增加;弹簧对外界做正功,弹性势能减小;注意弹簧弹力是变力,但可通过取平均值,等效成恒力,从而求功.

练习册系列答案
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3.某物理兴趣小组的同学想较精确地测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻.实验室提供了下列器材,小组的同学设计了如图甲所示的电路原理图.

A.待测线圈L(直流电阻值约5~7Ω)
B.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.5Ω)
C.电流表A2(量程0~3A,内阻约0.1Ω)
D.灵敏电流计G(量程0.5mA,内阻rg=100Ω)
E.滑动变阻器R1(阻值为0~10Ω,允许最大电流2A)
F.滑动变阻器R2(阻值为0~1kΩ,允许最大电流0.5A)
G.定值电阻 R0(R0=5900Ω)
H.电池组E (电动势为4.5V.内阻很小)
I.开关两个S1、S2
J.导线若干
(1)请按电路原理图在答超卡上将乙图中所缺的导线补接完整.
(2)为了保证实验的安全,滑动变阻器的滑动触头P在实验开始前应置于乙图中的a端(选填“a”或“b”).
(3)为了便于调节电路并能较准确的测出线圈的直流电阻,电流表应选A1(选填“A1”或A2”),滑动变阻器应选R1(选填“R1”或“R2”)
(4)小华同学正确选用实验器材并连接好电路后,A表和G表的读数分别为I1和I2,他多次测量描给出I2-I1图线如丙图所示,则利用图线可以求出该线圈的直流电阻RL=6.0Ω(结果保留两位有效数字).从理沦上分析,小华同学测出L的阻值RL等于真实值(填“大于”、“等于”或“小于”).
(5)实验结束,应先断开开关S2(选填“S1”或“S2”),理由是避免因为线圈的自感而导致G表被损坏.

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