题目内容
某同学在探究弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系时猜想弹簧的弹性势能不仅跟形变量 有关,也应跟弹簧的劲度系数有关。
【小题1】他猜想的公式是EP= ckxn,其中c为无单位的常量,k为劲度系数,x为形变量。如果他的猜想正确,请你根据单位制判断n= 。
【小题2】为验证猜想,该同学进行了如下实验:![]()
| A.将弹簧上端固定在铁架台上,下端连接一个质量为m的小球,如图所示。先确定弹簧处于原长时小球的位置; |
| B.小球平衡时,量出弹簧相对原长时的形变量x0; |
| C.将小球从弹簧原长上方x1处由静止释放,利用固定在标尺上的铁丝确定小球运动的最低位置,并量出此时弹簧相对原长的形变量x2; |
| D.重复步骤C,多做几次,并将数据记录在设计的表格里。 |
常数c的表达式:c= (用x0、x1、x2表达)
【小题1】2
【小题2】![]()
解析解:【小题1】他猜想的公式是EP=ckxn,其中c为无单位的常量,k为劲度系数,单位是N/m,x为形变量,单位是m.EP是势能,单位是J,而1J=1N?m.所以n=2.
【小题2】初、末位置的动能均为零,此过程中减少的重力势能等于增加的弹性势能,
所以有:mg(x1+x2)=ck
- ck![]()
小球平衡时有:mg=kx0,与机械能守恒的表达式联立解得c=![]()
点评:在本实验的整个过程中,主要是机械能之间的转化,包括弹性势能、动能和重力势能,分析时一定要从小球、弹簧的形状和运动状态角度进行分析,防止混乱.
练习册系列答案
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(1)某同学用电阻箱与电压表串联测量电压表内阻,实验中先取电阻箱阻值为零,记录电压表读数,然后调电阻箱使电压表读数为原来的一半,则电阻箱的阻值就是电压表内阻的测量值.实验中应采用下列哪个电路______(填A或B)

(2)某同学用如图a所示的电路测量电源的电动势和内阻,期中R是电阻箱,R是定值电阻,且R=3000Ω,G是理想电流计.改变R的阻值分别读出电流计的读数,做出1/R-1/I图象如图b所示,则:电源的电动势是______,内阻是______.

(3)在探究弹簧的弹力与伸长量之间的关系实验中,用如图所示的装置,将弹簧的一端固定,另一端与力传感器连接,比对刻度尺.一位同学的实验数据如表中所列.
为了比较精确地找到弹力与伸长量的关系,简述你认为怎样处理测量数据:______.
(2)某同学用如图a所示的电路测量电源的电动势和内阻,期中R是电阻箱,R是定值电阻,且R=3000Ω,G是理想电流计.改变R的阻值分别读出电流计的读数,做出1/R-1/I图象如图b所示,则:电源的电动势是______,内阻是______.
(3)在探究弹簧的弹力与伸长量之间的关系实验中,用如图所示的装置,将弹簧的一端固定,另一端与力传感器连接,比对刻度尺.一位同学的实验数据如表中所列.
| 伸长量cm | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
| 弹 力N | 1.50 | 2.93 | 4.55 | 5.98 | 7.50 |