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实验：探究弹力与弹簧伸长的关系
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某研究性学习小组为了研究弹簧的弹性势能Ep跟弹簧的形变量x之间的关系，设计了这样一个实验：在实验桌的边缘固定一光滑凹槽（如图1），凹槽中放一轻质弹簧，弹簧的左端固定，右
网友投稿 2022-10-16 00:00:00 零零社区
◎ 题目
某研究性学习小组为了研究弹簧的弹性势能E
p
跟弹簧的形变量x之间的关系，设计了这样一个实验：在实验桌的边缘固定一光滑凹槽（如图1），凹槽中放一轻质弹簧，弹簧的左端固定，右端与小球接触．当弹簧处于自然长度时，小球恰好在凹槽的边缘．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凹槽，小球在空中飞行后落到水平地面．
（1）若用天平、刻度尺测量，计算出小球从凹槽射出瞬间的动能，则除了测量小球的质量外，还须测量的物理量有：______．
（2）因为小球从凹槽射出时，由于某些偶然因素的影响，即使将弹簧压缩同样的长度，小球射出的水平距离S也会稍有不同．为了准确测出S，某同学欲用小球将弹簧10次压缩到同一个长度，记录下小球这10次抛出的落点，则需使用______等实验器材才能完成相应的记录；现用直尺测量小球射出的水平距离，直尺的零刻度线处于凹槽出口的正下方，小球10个落点的位置如2图所示，则弹簧的该压缩量对应小球射出的水平距离S=______．
（3）该组同学进行了定量研究，得到了弹簧压缩量x与弹簧性势能E
P
的如下实验数据．
x（10
-2
m）
0
1.00
1.41
1.73
2.00
2.45
3.00
3.16
E
p
（J）
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.30
0.45
0.50
根据上表的数据，可猜想E
p
和x之间的关系为______；为验证猜想，可在图3中，以E
p
为横坐标、______为纵坐标作图线，若该图象的形状为直线，说明此猜想正确．
◎ 答案
（1）若用天平、刻度尺测量，计算出小球从凹槽射出瞬间的动能，则除了测量小球的质量外，还须知道射出瞬间的初速度，
根据平抛运动运动的规律得：还须测量的物理量有：凹槽出口处与水平面的高度，小球抛出的水平距离；
（2）因为小球从凹槽射出时，由于某些偶然因素的影响，即使将弹簧压缩同样的长度，小球射出的水平距离S也会稍有不同．为了准确测出S，某同学欲用小球将弹簧10次压缩到同一个长度，记录下小球这10次抛出的落点，则需使用白纸、复写纸等实验器材才能完成相应的记录；现用直尺测量小球射出的水平距离，直尺的零刻度线处于凹槽出口的正下方，小球10个落点的位置如2图所示，则弹簧的该压缩量对应小球射出的水平距离S=64.0cm．
（3）根据上表的数据，可猜想E
p
和x之间的关系为E
p
∝x
2
；为验证猜想，可在图3中，以E
p
为横坐标、x
2
为纵坐标作图线，若该图象的形状为直线，说明此猜想正确．
故答案为：（1）凹槽出口处与水平面的高度，小球抛出的水平距离；
（2）白纸、复写纸，64.0
（3）E
p
∝x
2
，x
2
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“某研究性学习小组为了研究弹簧的弹性势能Ep跟弹簧的形变量x之间的关系，设计了这样一个实验：在实验桌的边缘固定一光滑凹槽（如图1），凹槽中放一轻质弹簧，弹簧的左端固定，右…”主要考查了你对 【实验：探究弹力与弹簧伸长的关系】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/280389.html
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