(6分)A、B两位同学看到了这样一个结论:“由理论分析可得,弹簧的弹性势能公式为(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)”。为验证这一结论,A、B两位同学设计了如下的实验:

◎ 题目

(6分)A、B两位同学看到了这样一个结论:“由理论分析可得,弹簧的弹性势能公式为(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)”。为验证这一结论,A、B两位同学设计了如下的实验:
①首先他们都进行了如图甲所示的实验:将一根轻质弹簧竖直挂起,在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球,稳定后测得弹簧伸长量为d;
②A同学完成步骤①后,接着进行了如图乙所示的实验:将这根弹簧竖直的固定在水平桌面上,并把小铁球放在弹簧上,然后竖直地套上一根带有插销孔的长透明塑料管,利用插销压缩弹簧;拔掉插销时,弹簧对小铁球做功,使小铁球弹起,测得弹簧的压缩量为x时,小铁球上升的最大高度为H.
③B同学完成步骤①后,接着进行了如图丙所示的实验. 将这根弹簧放在一光滑水平桌面上,一端固定在竖直墙上,另一端被小球压缩,测得压缩量为x,释放弹簧后,小球从高为h的桌面上水平抛出,抛出的水平距离为L.

(1)A、B两位同学进行图甲所示实验的目的是为了确定弹簧的劲度系数,用m、d、g表示劲度系数k=             .
(2)如果成立,那么A同学测出的物理量x与d、H的关系式是:x=          ;B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式是:x=           .

◎ 答案

(1) k = mg/d.   (2);  

◎ 解析


试题分析:(1)根据胡克定律可得,所以
(2)如果关系式成立,过程中弹性势能全部转化为物体的机械能,所以有:,解得
乙同学的实验过程有:联立可得
点评:做本题的关键是理解实验过程中弹性势能的转化物体的机械能了

◎ 知识点

    专家分析,试题“(6分)A、B两位同学看到了这样一个结论:“由理论分析可得,弹簧的弹性势能公式为(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)”。为验证这一结论,A、B两位同学设计了如下的实验:…”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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