题目内容

为了探究弹性势能与弹簧形变量之间的关系，需要测定弹簧的弹性势能。一位同学采用了如图所示的一种装置：水平放置的弹簧一端固定在墙上，另一端靠着已知质量为m的木块，此时弹簧为原长，木块的左侧是光滑的，右侧是粗糙的，水平面足够大。现利用一块秒表和一把刻度尺，测量出弹簧被压缩的弹性势能。测量步骤如下：

（1）用手水平向左推动木块，使弹簧缩短一定长度x；
（2）放手让弹簧推动木块，用秒表测出木块自弹簧原长位置运动到最终静止位置的时间t；
（3）用刻度尺测出木块      的距离S；
（4）利用测量结果，导出弹性势能的表达式EP =      （用S、t、m表示）。
在粗糙水平面上滑动 、

试题分析：本实验的实验原理是能量守恒定律,弹性势能完全用于克服摩擦力做功，因此有
点评：难度较小，本实验从能量守恒定律或动能定理方面思考
练习册系列答案
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某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力F及质量m间关系的卖验。图(a)为实验装置简图，A为小车,B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度a可由纸带上点求得。

(1) 图(b)为某次实验得到的纸带(交流电的频率为50Hz)，由图中数据求出小车加速度值为___m/s2；
(2) 保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并作出图线；从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是________。

(3)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图(c)，该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围，其主要原因是________。
（10分）某同学在“用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度”实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，并在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，相邻的两个计数点间均有4个点未画出。其相邻计数点间的距离如图所示，打点计时器使用的是50Hz的交流电。根据纸带回答下列问题：

（1）计时器打下从A到G这一段小车的平均速度为           m/s.
（2）计时器打下B点时的瞬时速度为     m/s.这一段小车的加速度为    m/s2（以上结果全部保留两位有效数字）
在“研究平抛物体运动”实验中,某同学在运动轨迹上只记录了A、B、C三点,并以A点为坐标原点建立了坐标系,各点的坐标如图所示,则物体作平抛运动的初速度大小为 m/s,通过B时小球的速度大小为       m/s.(重力加速度g取10m/s2)
如图是《探究加速度与力、质量的关系》的实验装置.

（1）下列说法中正确的是         。
A．在探究加速度与质量的关系时，应改变拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应改变小车的质量
C．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a－图象。
D．当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小。
（2）某同学在实验中取得了一条较为理想的纸带，其中每两个计数点之间的时间间隔为0.1s，则打B点时小车瞬时速度vB=         m/s．小车运动加速度a=           m/s2  
（本题结果要求小数点后保留两位数字）.

（3）该同学在保持小车质量不变的情况下，改变对小车拉力F的大小，根据测得小车所受拉力F和加速度a的数据作出的a－F图线，如下图，他发现作出的a－F图线不过坐标原点，于是仔细查找原因，对实验装置进行了调整，下列调整方案可行的是　   　

A．增加小车的质量
B．将电火花计时器换为电磁打点计时器
C．适当垫高长木板的右端
D．减小砂桶内砂的质量
某学习小组欲探究物体的加速度与力、质量的关系，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，图中小车的质量用M表示，钩码的质量用m表示。要顺利完成该实验，则：

（1）还需要的测量工具有        、           。
（2）为使小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是    ；要使细线的拉力约等于钩码的总重力，应满足的条件是    （填M≈m、M≥m或M≤m）。
（3）在保持小车所受合外力一定的情况下，对实验得到的一系列纸带进行处理，测得小车加速度a与其质量M的数据如下表：（钩码质量m=30g）
实验次数
1
2
3
4
5
6
a（m·s-2）
1.51
1.23
1.00
0.86
0.75
0.67
M （kg）
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
1/M（kg-1）
5.00
4.00
3.33
2.86
2.50
2.22
为了寻求a 与M间的定量关系，请利用表中数据在图示的直角坐标系中选取合适的横坐标及标度，并作出相应的图线。
（6分）在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是220V、50Hz的交变电流．他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐。

（1）由以上数据计算打点计时器在打C点时，物体的瞬时速度vC是______m/s；（保留两位有效数字）
（2）计算该物体的加速度a为________m/s2；（保留两位有效数字）
（3）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_____（填“大”或“小”）。
如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置。关于这一实验，下列说法正确的是
A．实验中必须使用秒表测出重物下落的时间
B．实验中必须用天平测出重物的质量
C．实验中应使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上，以减小纸带与限位孔之间的摩擦
D．在实际测量中，重物减少的重力势能通常会略小于增加的动能
（1）电磁打点计时器使用交流电源，若电源频率是50Hz，则它每隔_______s打一个点。
（2）研究匀变速直线运动的实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，则C点的瞬时速度为______m/s，小车的加速度为 _________m/s-2

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