摘要:由能量守恒.得代入数据得EP2 =0.5J
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光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间,利用光电计时器来探究合外力做功与动能变化的关系.
如图2所示,水平面O点左侧是光滑平面,右侧是粗糙平面,弹簧的左端固定在竖直的墙壁上,弹簧处于自然长度时右端恰好在O点,在O点固定光电门可以测出木块通过O点的时间,木块与弹簧不相连.现用木块将弹簧压缩一段距离,然后由静止释放,将弹簧压缩的长度x、木块通过光电门的时间t、木块在粗糙水平面上滑行的距离s记入表中.

(1)若木块长L,通过光电门时间t,则木块通过光电门时的速度v0=
;
(2)从理论上讲,木块在粗糙水平面上滑动的距离s和木块通过光电门的时间t关系应是s∝
(3)选择适当的物理量在图b所示的坐标纸上作出能直观反映木块在粗糙水平面上滑行距离s与弹簧压缩量x的关系图象,根据图象写出的关系应是s∝
(4)由能量守恒定律,弹簧的最大弹性势能应等于木块在水平面上滑行中产生的总内能,由此可以确定弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系应是EP∝

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如图2所示,水平面O点左侧是光滑平面,右侧是粗糙平面,弹簧的左端固定在竖直的墙壁上,弹簧处于自然长度时右端恰好在O点,在O点固定光电门可以测出木块通过O点的时间,木块与弹簧不相连.现用木块将弹簧压缩一段距离,然后由静止释放,将弹簧压缩的长度x、木块通过光电门的时间t、木块在粗糙水平面上滑行的距离s记入表中.
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 压缩量x/cm | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
| 时间t/s | 0.100 | 0.067 | 0.050 | 0.040 | 0.033 | 0.029 |
| 距离s/m | 0.50 | 1.13 | 2.00 | 3.12 | 4.50 | 6.13 |
| L |
| t |
| L |
| t |
(2)从理论上讲,木块在粗糙水平面上滑动的距离s和木块通过光电门的时间t关系应是s∝
t-2
t-2
;请你运用数据表中测定的数据在图a所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性;(3)选择适当的物理量在图b所示的坐标纸上作出能直观反映木块在粗糙水平面上滑行距离s与弹簧压缩量x的关系图象,根据图象写出的关系应是s∝
x2
x2
;(4)由能量守恒定律,弹簧的最大弹性势能应等于木块在水平面上滑行中产生的总内能,由此可以确定弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系应是EP∝
x2
x2
.若二球从高处释放时球心连线处于竖直方向,且金属球与地、球与球之间的相互作用均可看作是弹性的.则请结合所学的物理知识通过必要的计算,求出此时乒乓球能跳的高度大约是原高度的多少倍?
提示:
(1)可认为金属球质量远大于乒乓球质量;
(2)两球在运动过程中均忽略空气阻力.
(2006?上海模拟)以20m/s的初速度,从地面竖直向上抛射一物体,它上升的最大高度是18m,如果物体在运动过程中所受阻力的大小不变,则物体在离地面多高处时其动能与重力势能相等(g取10m/s2).
某同学解答如下:
设物体上升到h高处时动能与重力势能相等,
mv2=mgh ①
此过程中,重力和阻力做功,由动能定理得:-(mg+f)h=
mv2-
mv02②
物体上升的最大高度为H,则-(mg+f)H=0-
mv02 ③
由式①、②、③,代入数据解得h=9.47m,物体在离地9.47m处动能与重力势能相等.
经检查,计算无误,该同学所得结论是否有不完美之处?若有请予以补充.
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某同学解答如下:
设物体上升到h高处时动能与重力势能相等,
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此过程中,重力和阻力做功,由动能定理得:-(mg+f)h=
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物体上升的最大高度为H,则-(mg+f)H=0-
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由式①、②、③,代入数据解得h=9.47m,物体在离地9.47m处动能与重力势能相等.
经检查,计算无误,该同学所得结论是否有不完美之处?若有请予以补充.