题目内容

一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系．实验装置如图所示，在离地面高为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小球刚好接触．将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹．
（1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为______；
（2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：
弹簧压缩量x/cm1.001.502.002.503.003.50
小球飞行水平距离s/m0.210.300.410.490.610.69
结合（1）问与表中数据，可分析得到弹簧弹性势能Ep与弹簧压缩量x之间的函数关系式为______（k为比例系数）
A．EP=kx B．EP=kx2 C．EP=k
x
 D．EP=k
1
x

（3）你认为Ep与x的关系式中的比例系数k与弹簧的什么因素有关？
（1）释放弹簧后，弹簧储存的弹性势能转化为小球的动能
Ep=
1
2
mv2 ①
小球接下来做平抛运动，有
s=vt ②
h=
1
2
gt2 ③
由①②③式可解得
Ep=
mgs2
4h
．
（2）由（1）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∝x2
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=kx2．
故选：B．
（3）关系式中的比例系数k与弹簧的自然长度、金属丝粗细、弹簧横截面积、匝数、劲度系数等因素有关．
故答案为：（1）Ep=
mgs2
4h
．（2）B（3）自然长度、金属丝粗细、弹簧横截面积、匝数、劲度系数．
练习册系列答案
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某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统由静止释放后机械能是否守恒。实验前已经调整气垫导轨底座使之水平，且选定滑块从静止开始运动的过程进行测量。


（1）如图乙所示，用游标卡尺测得窄遮光条的宽度d=______cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间s，则在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为_______m/s。（计算结果保留两位有效数字）
（2）已知当地重力加速度为g，钩码的质量为m，滑块的质量为M，在本实验中还需要直接测量的物理量有：________（在横线上填入选项前的编号）。
①光电门到导轨左端定滑轮的距离x
②滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s
③气垫导轨的总长L
（3）本实验通过比较________和是否相等（用直接测出的物理量符号写出表达式，重力加速度为g）说明系统的机械能是否守恒。
（4）为提高实验结果的准确程度，该实验小组的同学对此实验提出以下建议，其中确实对提高准确程度有作用的是_____。（在横线上填入选项前的编号）
①绳的质量要轻，滑块与滑轮间绳要水平
②在“轻质绳”的前提下，绳越长越好
③钩码的质量m越小越好
在用气垫和光电计时装置做“探究碰撞中的不变量”的实验时，质量为100g的滑块A上装有挡光片，挡光片的宽度为4.00cm，质量为200g的滑块B上没有挡光片。现让滑块A以某一速度经过光电门1后撞上静止的滑块B并粘合在一起经过光电门2，光电门1的读数为118ms，光电门2的读数为356ms。则碰前滑块A的动量大小为     kg·m/s，碰后滑块A、B的总动量大小为     kg·m/s。（保留三位有效数字）
某中学生想在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一个儿童玩具弹力小球，其直径大小约为2cm左右，代替实验用小球。他设计的实验步骤如下：
A．将弹力球用长细线系好，结点为A，将线的上端固定于O点；
B．用刻度尺测量OA间线的长度L作为摆长；
C．将弹力球拉开一个大约的角度,然后由静止释放；
D．从弹力球摆到最高点时开始计时，测出50次全振动的总时间t，由T=t/50得出周期T；
E．改变OA间线的长度再做几次实验，记下每次相应的L和T值；
F．求出多次实验中测得的L和T的平均值，作为计算时使用的数据，代入公式，求出重力加速度g。
（1）该中学生以上实验中出现重大错误的步骤是______________。  
（2）该中学生用OA的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值________ (“偏大”或“偏小”)。
（3）该中学生用如图秒表测时间，请读出其示数____________。
（6分）在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，某小组设计呢如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过定滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使小车同时开始运动，然后同时停止。
（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使_________________________________；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量___________小车的质量（选填“远大于”、“远小于”、“等于”）。
（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为
_____________________________________________________________________________________。
某同学在竖直悬挂的弹簧下端加挂钩码，做实验研究弹力跟弹簧伸长量之间的关系，如图是他根据实验数据在给定的坐标系中作出弹簧总长度l与钩码质量m的关系图线．实验时弹力始终未超过弹性限度，弹簧的质量可以不计．（g=10m/s2）
（1）图象中倾斜直线纵截距的物理意义：______．
（2）根据图象计算出这只弹簧的劲度系数是______N/m．
下面是某位同学进行研究性学习时的实验情况及记录．（如图1）其中L0=3.5cm是弹簧的自由长．他记录了弹簧下端分别挂一个钩码、两个钩码、三个钩码和四个钩码时弹簧产生的弹力及相对应的弹簧长度，由此还得到了四次弹簧的伸长量．
（1）由表中的数据分析可知，弹簧产生的弹力与弹簧的______（填“原长、后来的长、或形变量“）成正比．
弹簧原长L0=3.5cm
试验次数1234
钩码个数1234
弹簧弹力
F（N）		0.981.962.943.92
弹簧长度
L（cm）		4.04.55.05.5
弹簧伸长量
x（cm）		0.51.01.52.0
（2）请根据这位同学的数据记录，在F-x坐标纸上______；
（3）根据图2中图象写出F与x之间的函数关系式，并说明式中各物理量及常数的单位______；
（4）当弹簧下端挂500g的钩码时，弹簧的长度是______cm．
某同学利用如图（甲）所示的装置，探究弹簧弹力F与伸长量△l的关系，由实验绘出F与△l的关系图线如图（乙）所示，该弹簧劲度系数为______N/m．
关于摩擦力，下列叙述中正确的是(      )
A．摩擦力一定跟压力成正比
B．两物体相互接触，二者间有摩擦力时，一定有弹力。
C．滑动摩擦力的方向，一定与物体运动方向相反
D．运动的物体,不可能受到静摩擦力的作用

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