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某同学研究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系,实验装置如下图所示,在高度为h的光滑水平桌面上,沿与桌面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的小钢球接触,弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌面边缘。使钢球压缩弹簧△x后由静止释放,钢球沿桌面水平飞出,落到水平地面,小球在空中飞行的水平距离为s,实验数据记录如表所示,重力加速度为g。
(1)试导出弹簧的弹性势能Ep与m、h、s的关系
(2)分析实验数据,写出s和△x的关系
(3)由(1)和(2)的结论,试分析弹簧的弹性势能Ep与形变量△x的关系
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(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
mg |
4h |
mg |
4h |
(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/cm | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
小球飞行水平距离s/m | 0.21 | 0.30 | 0.41 | 0.49 | 0.61 | 0.69 |
A.EP=kx B.EP=kx2 C.EP=k
x |
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)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/cm | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
小球飞行水平距离s/m | 0.21 | 0.30 | 0.41 | 0.49 | 0.61 | 0.69 |
A.EP=kx B.EP=kx2 C.EP=k
x |
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?
I(1)某同学在做“研究弹簧的形变与外力的关系”实验时将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂:然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度L,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为 cm;该弹簧的劲度系数为____N/m
(2)在利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验中,某同学在实验中得到的纸带如图所示,其中A、B、C、D是打下的相邻的四个点,它们到运动起始点O(初速度可认为是零)的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,打点计时器所用电源的频率为50 Hz,重物的质量为1. 00 kg请根据以上数据计算重物由O点运动到C点的过程中,重力势能的减少量为____J,动能的增加量为 J(结果均保留三位有效数字)
Ⅱ在“测金属丝的电阻率”的实验中,提供了下列器材:螺旋测微器、待测金属丝(总电阻约30、电压表V(量程0~3V,内电阻约3K、电流表A(量程0~120mA.内电阻约5、滑动变阻器R(0~10)、电源E(电动势3V,内阻约1)、开关、导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图所示,则其度数D mm
(2)如图,将待测的金属丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,刻度尺的中间有一个可沿金属丝滑动的触头P.当用手按下触头P时.触头P才会与金属丝接触.接人电路中金属丝的长度L可通过触头的位置在刻度尺上读出,对该实验设计有触头P的好处是 。
(3)触头P选一个位置,读出金属丝长度L.利用测量的数据画出该段金属丝的I-U图线如图,其中(U0,I0)是图线上的一点坐标。用测量的物理量符号表示金属丝电阻率的式子是
(4)在右方框中画出测量的电路图
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I(1)某同学在做“研究弹簧的形变与外力的关系”实验时将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂:然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度L,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为 cm;该弹簧的劲度系数为____N/m
(2)在利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验中,某同学在实验中得到的纸带如图所示,其中A、B、C、D是打下的相邻的四个点,它们到运动起始点O(初速度可认为是零)的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,打点计时器所用电源的频率为50 Hz,重物的质量为1. 00 kg请根据以上数据计算重物由O点运动到C点的过程中,重力势能的减少量为____J,动能的增加量为 J(结果均保留三位有效数字)
Ⅱ在“测金属丝的电阻率”的实验中,提供了下列器材:螺旋测微器、待测金属丝(总电阻约30、电压表V(量程0~3V,内电阻约3K、电流表A(量程0~120mA.内电阻约5、滑动变阻器R(0~10)、电源E(电动势3V,内阻约1)、开关、导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图所示,则其度数D mm
(2)如图,将待测的金属丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,刻度尺的中间有一个可沿金属丝滑动的触头P.当用手按下触头P时.触头P才会与金属丝接触.接人电路中金属丝的长度L可通过触头的位置在刻度尺上读出,对该实验设计有触头P的好处是 。
(3)触头P选一个位置,读出金属丝长度L.利用测量的数据画出该段金属丝的I-U图线如图,其中(U0,I0)是图线上的一点坐标。用测量的物理量符号表示金属丝电阻率的式子是
(4)在右方框中画出测量的电路图