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

◎ 题目

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.

魔方格

(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EP的如下实验数据.
x(10-2m) 0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.45 3.00 3.16
Ep(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Ep和x之间的关系为______;为验证猜想,可在图3中,以Ep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Ep和x之间的关系为Ep∝x2;为验证猜想,可在图3中,以Ep为横坐标、x2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)Ep∝x2,x2

◎ 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。

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