题目内容
【题目】某兴趣小组在课后做“探究弹簧弹性势能表达式”的拓展研究。设计如图甲所示的实验,轻质弹簧套在铁架台的金属杆上,下端固定。再将一中间带孔的25g重物套在铁架台的金属杆上,重物、弹簧与金属杆的摩擦力非常小。再将一轻薄的纸片套在金属杆上,轻纸片靠一个较小的摩擦力卡在金属杆上;
请根据下述操作及数据记录回答后面的几个相关问题:
a.按住重物将弹簧压缩cm。将重物由静止释放,释放后,重物被弹起,将轻纸片顶起,根据纸片位置,测量重物由静止上升的最大高度h1,h1=2.0cm;
b.第二次将弹簧压缩cm,重复上述操作,测得h2=7.9cm;
c.依次将弹簧下压cm、cm、cm,重物被弹起的高度h3、h4=31.6cm、h5=49.2cm;
(1)套在金属杆上的纸片的作用是_________;
(2)请读出图乙所示将弹簧下压3.0cm后重物弹起的高度h3=_________;
(3)根据所读数据,将重物上升的高度与弹簧压缩量的关系h-图像在图丙中补充完整并描出图像;
(______)
(4)当地重力加速度g=10m/s2,假设弹性势能表达式为,该式中的比例系数k=_________。
【答案】记录重物到达的最大高度 17.80cm0.10cm 见解析所示 98N/m
【解析】
(1)[1]根据题意可知,套在金属杆上的纸片的作用是记录重物到达的最大高度。
(2)[2] 图乙所示将弹簧下压3.0cm后重物弹起的高度h3=17.80cm。
(3)[3] 补充完整并描出图像如下
(4)[4]根据机械能守恒
故图像斜率
故
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