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某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究,一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)

网友投稿  2022-10-16 00:00:00  零零社区

◎ 题目

某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究,一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)所示。向左推小球,使弹黄压缩一段距离后由静止释放小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
回答下列问题:

(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的           (填正确答案标号)。
A.小球的质量mB.小球抛出点到落地点的水平距离s
C.桌面到地面的高度hD.弹簧的压缩量△x E.弹簧原长l。
(2).用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=            。
(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-△x图线。从理论上可推出,如果h不变m增加,s-△x图线的斜率会    (填“增大”、“减小”或“不变”);由图(b) 中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与△x的    次方成正比。

◎ 答案

(1)ABC  (2) (3)减小  二

◎ 解析


试题分析:(1)小球抛出时的动能是,其中速度用平抛运动的过程求解,即,所以确定Ek,需测量小球的质量m、小球抛出点到落地点的水平距离s、桌面到地面的高度h;
(2)由(1)可知
(3)对于确定的弹簧压缩量△x而言,增大小球的质量会减小小球被弹簧加速时的加速度,从而减小小球平抛的初速度和水平位移,即h不变m增加,相同的△x要对应更小的s,s-△x图线的斜率会减小;由可知,Ep与△x的二次方成正比。

◎ 知识点

    专家分析,试题“某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究,一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  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。



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