题型:实验探究题 题类:常考题 难易度:普通
小宇看到运动员拉弓射箭时,弓拉得越弯,箭射得越远.他想:这是因为当一个物体发生弹性形变时,其弹性势能就会转换成另一物体的动能,并且弹性势能越大,转换的动能就越大.
为了验证自己的判断是否正确,他设计了如图甲所示的实验装置:将一轻质弹簧固定在竖直墙面上,用木块水平压紧弹簧,松手后木块被弹出并沿水平面运动了一段距离,如图乙所示.通过该运动距离的大小即可判断木块被弹出时动能的大小.
实验次数 | 压缩长度x(cm) | 木块弹出后运动的距离s(cm) |
1 | 2 | 5 |
2 | 4 | 20 |
3 | 6 | 45 |
分析比较以上三次实验数据可知:弹簧的弹性势能越大,转化给木块的动能就越 .
猜想一:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;
猜想二:弹性势能的大小与弹簧的材料有关.
为此,小明选用材料不同的两根弹簧A和B(长度和粗细相同),小球、木块和长刻度尺各一个,
设计了如图所示的实验装置进行探究.实验中,木块起始位置相同.最后得出以下实验记录表.
实验 次数 | 使用的 弹簧 | 被压缩后弹簧的长度/cm | 木块移动 的距离 |
① | 弹簧A | 5 | S1 |
② | 弹簧A | 8 | S2 |
③ | 弹簧B | 5 | S3 |
④ | 弹簧B | 8 | S4 |
猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二:物体的重力势能与物体的下落高度有关
猜想三:物体的重力势能与物体的运动路径有关
为此小夏设计了如图所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放,其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计).
实验数据如下表:
实验序号 | 铅球代号 | 铅球质量/g | 下落高度/m | 陷入沙中的深度/m |
① | A | 200 | 0.5 | 0.1 |
② | B | 400 | 0.5 | 0.25 |
③ | C | 200 | 1 | 0.2 |
④ | D | 200 | 1 | 0.2 |
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