Question

为探究橡皮条被拉伸到一定长度的过程中，弹力做的功和橡皮条在一定长度时具有的弹性势能的关系（其中橡皮条的弹性势能表达式为E_P=

1

2

kx2，k是劲度系数），某同学在准备好橡皮条、弹簧测力计、坐标纸、铅笔、直尺等器材后，进行了以下操作：
a．将橡皮条的一端固定，另一端拴一绳扣，用直尺从橡皮条的固定端开始测量橡皮条的原长l₀，记录在表格中；
b．将弹簧测力计挂在绳扣上，测出在不同拉力F₁、F₂、F₃…的情况下橡皮条的长度l₁、l₂、l₃…；
c．以橡皮条的伸长量△l为横坐标，以对应的拉力F为纵坐标，在坐标纸上建立坐标系，描点、并用平滑的曲线作出F-△l图象；
d．计算出在不同拉力时橡皮条的伸长量△l₁、△l₂、△l₃…；
e．根据图线求出外力克服橡皮条的弹力做的功．
f．根据弹性势能表达式_P=

1

2

kx2求出橡皮条具有的弹性势能．
（1）以上操作合理的顺序是

 

；
（2）实验中，该同学作出的F-△l图象如图所示，从图象可求出△l=9cm过程中外力克服橡皮条的弹力做的功约为

 

J，计算出△l=9cm时橡皮条具有的弹性势能约为

 

J．（保留二位有效数字）
（3）由实验可得出的结论是

 

．

Answer 1

分析：实验步骤一般本着先安装器材，然后进行实验，再进行数据处理，最后整理器材的原则进行．
橡皮筋克服外力所做功，即弹簧弹力所做负功等于弹性势能的增量，根据平均力和位移的乘积可以求出弹簧弹力所做负功，即可由此求出弹性势能大小．

解答：解：（1）进行实验时在明确实验的原理的前提下，本着先安装器材，然后进行实验，再进行数据处理，最后整理器材的原则进行，故该实验的实验步骤为：abdcef．
故答案为：abdcef．
（2）根据图象可知，当△l=9cm时弹簧弹力为F=2.45N，由图可知弹簧弹力与弹簧伸长量成正比，因此弹簧的平均力为：

.

F

=1.225N，因此克服弹力做功为

.

F

△l=1.225×0.09=0.11J因此具有的弹性势能为0.11J．
故答案为：0.11  0.11
（3）得出的结论是：在误差允许范围内克服弹力做的功等于橡皮条弹性势能的增量．
故答案为：在误差允许范围内克服弹力做的功等于橡皮条弹性势能的增量．

点评：本题考查了学生实际操作实验的能力以及通过图线进行数据处理的能力，是一道考查基础知识的好题．