题目内容
【题目】如图所小,在“探究拉力做功与弹簧弹性势能增量的关系”实验中,轻弹簧左端固定,右端在水平拉力F作用下从A位置(弹簧原长位置)拉仲x到B位置,仵出的F-x图像为过坐标原点O的直线,如图所示,实验过程中,弹簧始终处于弹性限度内。
(1)F-x图像中,图线OP的斜率的物理意义是:___________。
(2)根据所学知识,可以判断直角三角形PQO的面积的物理意义是:___________。
(3)由此可推断,如果一劲度系数为k的轻弹簧,在弹性限度内,当其形变大小为x时,弹簧的弹性势能的表达式为Ep=_______________。
【答案】弹簧的劲度系数k 拉力F做的功
【解析】
(1)根据胡克定律可知:F=kx,则F-x图像中,图线OP的斜率的物理意义是:弹簧的劲度系数k ;
(2)根据W=Fx可知,直角三角形PQO的面积的物理意义是:拉力F做的功.
(3)由图像可知拉力做功为W=kx2 ,则根据能量守恒关系可知,在弹性限度内,当其形变大小为x时,弹簧的弹性势能的表达式为Ep=kx2.
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