23.(10分)设计一个实验来研究轻弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量之间的关系,实验步骤如下:(1)在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻弹簧,其左端固定,右端与一质量为m的小钢球接触。当弹簧处于自然长度时,小球恰好在桌子边缘;
(2)如图所示,让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,小球在空中飞行后落到水平地面,水平射程为s;测出弹簧的压缩量x与对应的小球飞行的水平距离s的实验数据如下表所示。
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弹簧长度压缩量(cm) |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
2.50 |
3.00 |
3.50 |
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小球飞行水平距离(m ) |
1.01 |
1.50 |
2.01 |
2.48 |
3.01 |
3.50 |
试求(1)推导弹簧的弹性势能EP与小球质量m、桌面离地的高度h、水平距离s等物理量的关系式。
(2)猜测弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间的关系。
22. (8分)某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.其相邻点间的距离如图(1)所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s.
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表(要求保留3位有效数字)
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VB |
VC |
VD |
VE |
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数值 (m/s) |
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(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图所示的坐标纸上,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.
(3)根据第(2)问中画出的v-t图线,求出小车运动的加速度为_______m/s2(保留2位有效数字)
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