题目内容

如图，将轻弹簧放在光滑的水平轨道上，一端与轨道的A端固定在一起，另一端正好在轨道的B端处，轨道固定在水平桌面的边缘上，桌边悬一重锤．利用该装置可以找出弹簧压缩时具有的弹性势能与压缩量之间的关系．

(1)为完成实验，还需下列那些器材？
答：                        。
A 秒表       B 刻度尺    C 白纸
D 复写纸     E 小球      F 天平
(2) 如果在实验中，得到弹簧压缩量x和小球离开桌面后的水平位移s的一些数据如下表，则得到的实验结论是：                                               。
实验次序
1
2
3
4
x（cm）
2.00
3.00
4.00
5.00
s（cm）
10.20
15.14
20.10
25.30
（1）BCDE  （2）弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的平方成正比

试题分析：1）弹簧释放后，小球在弹簧的弹力作用下加速，弹簧与小球系统机械能守恒，小球离开桌面后，做平抛运动，根据平抛运动的知识可以求平抛的初速度，根据以上原理找出需要的器材；
（2）先从实验数据得出弹簧的压缩量与小球的射程的关系，再结合第一小问中结论得到弹性势能与小球的射程的关系，最后综合出弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间的关系．
解：（1）弹簧释放后，小球在弹簧的弹力作用下加速，弹簧与小球系统机械能守恒，小球离开桌面后，做平抛运动，根据平抛运动的知识可以求平抛的初速度，从实验数据得出弹簧的压缩量与小球的射程的关系，再从前面的结论得到弹性势能与小球的射程的关系，最后综合出弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间的关系．所以该实验中需要的器材有：B．刻度尺，用来测量弹簧压缩量x和小球离开桌面后的水平位移s  C．白纸，D．复写纸，E．小球，小球平抛后落在放有复写纸的白纸上，确定落地的位置．
故选BCDE．
（2）释放弹簧后，弹簧储存的弹性势能转化为小球的动能
  ①
小球接下来做平抛运动，有
s=vt      ②
   ③
由①②③式可解得
   ④
由④的结论知：EP∝s2，
题目表格中给定的数据可知s∝x，综上可知：EP∝s2
故弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间的关系为EP∝x2，即 弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的平方成正比．
点评：该题首先是考察了平抛运动的应用，解决关于平抛运动的问题常用的方法是沿着水平和竖直两个方向进行分解，运用各方向上的运动规律进行解答．利用x与s之间的关系求出弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式．
练习册系列答案
相关题目
用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，
某位同学设计的实验步骤如下：
A．用天平称出小车和小桶及其内部所装砂的质量；
B．按图装好实验器材；
C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；
D．将电火花计时器接在电压为6 V的交流电源上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；
E．保持小桶及其内部所装砂的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后
的M值，重复上述实验；
F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；
G．作a－1/M关系图像，并由图像确定a－M关系．

(1)该同学漏掉的重要实验步骤是______，该步骤应排在实验步骤______之后．
(2)在上述步骤中，有错误的是_______，应把____________改为_____                 _____．
(3) 根据表中所列数据，画出a—1/M图像．
a(m·s－2)
2.04
2.66
3.23
3.98
1/M(kg－1)
0.50
0.67
0.80
1.00
如图所示是一个实验装置，光滑斜面上高为h的A处有一个小球由静止滚下，抵达水平面时，立即遇到一系列条形布帘B的阻挡，经过一定位移s后停下.

（1）小球在水平面上运动时，受到布帘阻力的作用而减速直到停止，猜测其位移s可能跟哪些因素­­­­­­­­­­­­­­­­­­­有关？它们之间有什么样的数量关系？

（2）以上两表是实验兴趣小组的测量记录，他们是采用什么科学方法来进行研究的？猜测一个可能的关系式（包含三个变量）.
（1）_________________________________________、_____________________。
（2）____________________、表一_____________________________、表二_________________________________________。
在“用打点计时器测速度”的实验中，某同学在打出的纸带上选取了A、B、C三个计数点，如图所示，A、B两点间的时间间隔为   s。现用刻度尺量得AB＝3.90cm，AC＝10.20cm，则纸带经过B、C两点间的平均速度大小为   m/s。
在做“研究平抛物体的运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置．先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸．将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口方向平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口方向平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C。若测得木板每次移动距离x=l0．00cm，A、B间的距离y1=5.02cm，B、C间的距离y2=14．82cm．请回答以下问题（g=9．80m／s2）：

（1）为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?
答：____________________________________________________________.
（2）根据以上直接测量的物理量来求得小球平抛初速度的公式为v0=______.（用题中所给字母表示）．
（3）小球平抛初速度的值为v0=________m／s.
某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

(1)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是______．
A．放开小车，能够自由下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
(2)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________．
A．橡皮筋处于原长状态
B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处
D．小车已过两个铁钉的连线
在探究做功与速度变化的关系实验中，对于以下问题应如何处理：
（1）实验中小车会受到阻力，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，需要在______(填“左”或“右”)侧垫高木板；

（2）对倾斜角度的要求是，小车无橡皮筋拉时恰能在滑板上           __          __；
（3）若粗糙的木板水平，小车在橡皮筋的作用下，当小车速度达到最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置可能是_ ______.
A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉连线处D．小车已过两个铁钉连线处
（1）如图所示为“验证碰撞中动量守恒”实验的装置示意图。

①设小球A质量为mA，小球B质量为mB，为保证实验成功，必须保证mA    mB。（选填“大于”、“等于”或“小于”）
②实验中小球的落点情况如图所示： P是不放B球时，将A球从斜槽某一高度静止释放后，A球的落点，M、N分别为A球从同一高度静止释放到达斜槽水平端与B球相碰后A、B球落点, 现已测得O到M、P、N距离分别为 S1、S2、S3，若关系式                     成立,则验证了A、B相碰动量守恒.  
（2）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图（a）和
图（b）所示，长度为_____cm，直径为_____mm。

②按图（c）链接电路后，实验操作如下：
( a )将滑动变阻器R1的阻值置于最_____处（填“大”或“小”）；将拨向接点1，闭合，调节，使电流表示数为；
（b）将电阻箱的阻值调至最大；将拨向接点2；保持不变，调节，使电流表示数仍为，此时阻值为1280Ω；
③由此可知，圆柱体的电阻为_____Ω。
某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩的弹簧，如图所示，将这一系统至于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，寻找物体间相互作用时的不变量。

⑴该同学还必须有的器材是________、________，铅锤，木板，白纸，复写纸，图钉，细线。
⑵需要直接测量的数据是___________________、____________________。
⑶用所得数据表示不变量的关系式为____________________。

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