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一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧.其左端固定,右端与质量
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧.其左端固定,右端与质量为m的一个钢球接触,当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示.让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为s.
(1)请你推导出弹簧的弹性势能E
P
与小钢球质量m、桌面离地面高度h,水平距离s等物理量的关系式.
(2)弹簧长度的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表:
从上面的实验数据,你猜测弹簧的弹性势能E
P
与弹簧长度的压缩量x之间有何关系?为什么?
◎ 答案
(1)释放弹簧后,弹簧储存的弹性势能转化为小球的动能
E
p
=
1
2
mv
2
①
小球接下来做平抛运动,有
s=vt ②
h=
1
2
gt
2
③
由①②③式可解得
E
p
=
m
s
2
g
4h
即弹簧的弹性势能E
P
与小钢球质量m、桌面离地面高度h,水平距离s等物理量的关系式为
m
s
2
g
4h
.
(2)由(1)的结论知:E
P
∝s
2
,
题目表格中给定的数据可知s∝x,综上可知:E
P
∝x
2
故弹簧的弹性势能E
P
与弹簧长度的压缩量x之间的关系为E
P
∝x
2
.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧.其左端固定,右端与质量…”主要考查了你对 【弹性势能】,【功能关系】 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/202211/357147.html
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