为了测量一根轻弹簧压缩最短时能储存的弹性势能的大小.老师批阅:“此数据非实验所得! 其理由是 .可将弹簧固定在一带有光滑凹槽的轨道一端.并将轨道固定在水平桌面的边缘上.如图所示.用钢球将弹簧压缩最短.然后突然释放.钢球将沿轨道飞出桌面.实验时: (1)需要测定的物理量． (2)计算弹簧最短时弹性势能的关系式是EP＝．题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

（I）某同学查资料得知：弹簧的弹性势能仅与弹簧的劲度系数和形变量有关，并且与形变量的平方成正比．为了检验此结论的正确性，他设计了如下实验：
a）取一根轻质弹簧和一根内径略大的直玻璃管，将玻璃管固定的水平桌面上，将弹簧插入玻璃管并固定一端，如图所示．
b）将小钢球放入玻璃管，轻推小球，使弹簧压缩到某一位置后，测出弹簧的压缩量x．c）然后突然撤去外力，小球沿水平方向弹出落在地面上．记录小球的落地位置．
d）保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小球的平均落点，测得小钢球的水平射程s．
e）多次改变弹簧的压缩量x的数值x₁、x₂、x₃…，重复以上步骤，测得小钢球的多组水平射程s₁、s₂、s₃…．

请你回答下列问题：
①在实验中，“保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小球的平均落点”的目的是为了减小

偶然误差

（填“系统误差”或“偶然误差”）．
②若要测量小钢球的水平射程s，除图中画出的取材以外，还必须选取的实验器材是

BDE

A．秒表 B．刻度尺 C．螺旋测微器 D．白纸 E．复写纸
③该同学根据实验的测量结果，作出了弹簧形变量x与小钢球水平射程s的s-x图象，并根据能量守恒定
律推导出了E_p与水平射程s的关系式：E_p=

mgs2

4k

，（式中h是开始时小球离地面的高度）．据此他推断
出弹簧的弹性势能E_p与x²成正比，他从E_p∝s²得到E_p∝x²的理由是

由图象可看出s与x成正比，故E_p与x²成正比

．

（II）（10分）用右图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时选成短路，电路中用一定值电阻R₀起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
A．量程0-3V的电压表
B．量程0-15V的电压表
C．量程0-0.6A的电流表
D．量程0-3A的电流表
E．（阻值3Ω、额定功率5W）的定值电阻
F．（阻值10Ω、额定功率10W）的定值电阻
G．（阻值范围0-10Ω、额定电流2A）的滑动变阻器
H．（阻值范围0-100Ω、额定电流1A）的滑动变阻器
（1）要正确完成实验，电压表的应选择

．（用选项字母符号表示）
（2）引起该实验系统误差的主要原因是

由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小．

．

为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料知：一劲度系数为k的轻弹簧由压缩量为x至恢复到原长的过程中，弹力所做的功为

kx2

2

．于是他设计了下列实验：
第一步：如图将弹簧的一端固定在竖直墙上，使滑块紧靠弹簧将其压缩，松手后滑块在水平面上滑行一段距离后停下；
第二步：将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态．
回答下列问题：
（1）对于松手后滑块在水平桌面上滑动过程中有关物理量的描述，正确的是

①当弹簧恢复原长时，滑块的加速度达到最大值　　②当弹簧恢复原长时，滑块的速度达到最大值
③滑块的加速度先增大，后减小，然后保持不变　　④滑块的加速度先减小，后增大，然后保持不变
A．①③B．②④C．③D．④
（2）你认为该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示；当地重力加速度g为已知）

（3）用测得的物理量表示滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ的计算式．（写出运算过程）

某同学查资料得知：弹簧的弹性势能仅与弹簧的劲度系数和形变量有关，并且与形变量的平方成正比．为了检验此结论的正确性，他设计了如下实验：
（a）取一根轻质弹簧和一根内径略大的直玻璃管，将玻璃管固定在水平桌面上，将弹簧插入玻璃管并固定一端，如图1所示．
（b）将小钢球放入玻璃管，轻推小钢球，使弹簧压缩到某一位置后，测出弹簧的压缩量x．
（c）然后突然撤去外力，小钢球沿水平方向弹出落在地面上，记录小钢球的落地位置．
（d）保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小钢球的平均落点，测得小钢球的水平射程s．
（e）多次改变弹簧的压缩量x的数值x₁、x₂、x₃、…，重复以上步骤，测得小钢球的多组水平射程s₁、s₂、s₃、…
请你回答下列问题：
（1）在实验中，“保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小钢球的平均落点”的目的是为了减小

（填“系统误差”或“偶然误差”）．
（2）若要测量小钢球的水平射程s，除图中画出的器材以外，还必须选取的实验器材是

．（填写器材代号）
A．秒表 B．刻度尺 C．螺旋测微器 D．白纸 E．复写纸
（3）该同学根据实验的测量结果，作出弹簧形变量x与小钢球水平射程s的s-x图象（如图2），测量出了桌面离地面的高度为h，小球的质量为m，根据能量守恒定律推导出了弹性势能E_P与水平射程s的关系式：E_P=

．根据弹簧形变量x与小钢球水平射程s的s-x图象，推断出弹簧的弹性势能E_P与x²成正比理由是

．

为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料得知：一劲度系数为k的轻弹簧由压缩量为x到恢复到原长过程中，弹力所做的功为

1

2

kx²．于是他设计了下述实验：（1）将弹簧的一端固定在竖直的墙上，使滑块紧靠弹簧将其压缩如图（a），松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止．停止时滑块已和弹簧分离如图（b）．

（2）将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态如图（c）．回答下列问题：
①你认为，该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示）

．
②用测得的物理量表示滑块与水平面间动摩擦因数μ的计算式为μ=

．

某同学查资料得知：弹簧的弹性势能仅与弹簧的劲度系数和形变量有关，并且与形变量的平方成正比。为了检验此结论的正确性，他设计了如下实验：
（a）取一根轻质弹簧和一根内径略大的直玻璃管，将玻璃管固定在水平桌面上，将弹簧插入玻璃管并固定一端，如图所示．

（b）将小钢球放入玻璃管，轻推小钢球，使弹簧压缩到某一位置后，测出弹簧的压缩量．
（c）然后突然撤去外力，小钢球沿水平方向弹出落在地面上，记录小钢球的落地位置．
（d）保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小钢球的平均落点，测得小钢球的水平射程
（e）多次改变弹簧的压缩量的数值、、、…，重复以上步骤，测得小钢球的多组水平射程、、、…
请你回答下列问题：
（1）在实验中，“保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小钢球的平均落点”的目的是为了减小              （填“系统误差”或“偶然误差”）．
（2）若要测量小钢球的水平射程，除图中画出的器材以外，还必须选取的实验器材是
                   ．（填写器材代号）

A 秒表          B 刻度尺            C 螺旋测微器    D白纸           E复写纸
（3）该同学根据实验的测量结果，作出弹簧形变量与小钢球水平射程的图象，测量出了桌面离地面的高度为，小球的质量为，根据能量守恒定律推导出了弹性势能与水平射程的关系式：            ．根据弹簧形变量与小钢球水平射程的图象，推断出弹簧的弹性势能与成正比理由是               ．

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