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为了研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系,某实验小组的实验装置如图所示,光滑水平桌面距地面高为h,一轻质弹簧左端固定,右端与质量为m的小钢球接触,弹簧处于原长。将小球向左推,压缩弹簧一段距离后由静止释放,弹簧将小球沿水平方向推出,小球落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,已知重力加速度为g

(1) 某次实验测得小球的落点P到O点的距离为S,那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能Ep与h、s、mg之间的关系式为____________________;

(2) 改变弹簧压缩量进行多次实验,测量数据如下表所示,请在坐标纸上做出x-s图象。

弹簧压缩量x/m

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

小球飞行水平距离s/m

2.0

3.0

4.1

5.9

6.0

7.0

(3) 由图象得出x与s的关系式为_______________;由实验得到弹簧弹性势能Ep与弹簧压缩量x之间的关系式为______________。

 

 

(1)(2分)              

        (2)(2分)图象如图     

        (3)(2分) x=0.005s       =        

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科目:高中物理 来源: 题型:

为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”,查资料得知:“弹簧的弹性势能Epkx2,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的形变量”。某同学用压缩的弹簧推静止的小球(已知质量为m)运动来探究这一问题。为了研究方便,把小铁球O放在水平桌面上做实验,让小铁球O在弹力作用下运动,即只有弹簧推力做功。

该同学设计实验如下:

(1)如图甲所示,将轻质弹簧竖直挂起来,在弹簧的另一端挂上小铁球O,静止时测得弹簧的形变量为d。在此步骤中,目的是要确定________,用mdg表示为________。

(2)如图乙所示,将这根弹簧水平放在光滑桌面上,一端固定在竖直墙面,另一端与小铁球接触,用力推小铁球压缩弹簧;小铁球静止时测得弹簧压缩量为x,撤去外力后,小铁球被弹簧推出去,从水平桌面边沿抛出落到水平地面上。

(3)测得水平桌面离地高为h,小铁球落地点离桌面边沿的水平距离为L,则小铁球被弹簧弹出的过程中初动能Ek1=________,末动能Ek2=________(用mhLg表示);弹簧对小铁球做的功W=________(用mxdg表示)。

对比W和(Ek2Ek1)就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”,即:“在实验误差范围内,外力所做的功等于物体动能的变化”。

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