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题型:实验探究题 题类:常考题 难易度:普通

探究弹力和弹簧伸长的关系++++++++3 32

某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究:一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图a所示.向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放;小球离开桌面后落到水平地面.通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.

回答下列问题:

(1)、本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等.已知重力加速度大小为g.为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的     (填正确答案标号).
A、小球的质量m B、小球抛出点到落地点的水平距离s C、桌面到地面的高度h D、弹簧的压缩量△x E、弹簧原长l0
(2)、用所选取的测量量和已知量表示Ek , 得Ek=
(3)、图b中的直线是实验测量得到的s﹣△x图线.从理论上可推出,如果h不变,m增加,s﹣△x图线的斜率会(填“增大”、“减小”或“不变”);如果m不变,h增加,s△x图线的斜率会(填“增大”、“减小”或“不变”).由图乙中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与△x的次方成正比.

举一反三
在探究“弹簧弹力大小与伸长量关系”的实验中,第一组同学设计了如图所示的实验装置。在弹簧两端各系一轻细的绳套,利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上,另一端的绳套用来悬挂钩码。先测出不挂钩码时弹簧的长度,再将钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出钩码静止时相应的弹簧总长度L,再算出弹簧伸长的长度x,并将数据填在下面的表格中。

测量次序

1

2

3

4

5

6

弹簧弹力F/N

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

弹簧的总长度L/cm

13.00

15.05

17.10

19.00

21.00

23.00

弹簧伸长的长度x/cm

0

2.05

4.10

6.00

8.00

10.00

(1)在如图所示的坐标纸上已经描出了其中5次测量的弹簧弹力大小F与弹簧伸长的长度x对应的数据点,请把第4次测量的数据对应点描绘出来,并作出F-x图线{#blank#}1{#/blank#}。(根据你做的图线解答下面问题)

(2)根据所得F-x图线可知,下列说法中正确的是{#blank#}2{#/blank#}。(选填选项前的字母)

A.弹簧弹力大小与弹簧的总长度成正比

B.弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比

C.该弹簧的劲度系数约为25N/m

D.该弹簧的劲度系数约为0.25N/m

(3)第二小组同学将同一弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂完成实验。他们得到的F-x图线用虚线表示(实线为第一组同学实验所得)。下列图线最符合实际的是{#blank#}3{#/blank#}。

(4)某同学想粗略测量一个原长约20cm的弹簧的劲度系数,但他手头只有一个量程是20cm的刻度尺,于是他在弹簧的正中央固定一个用于读数的指针,如图所示。弹簧下端未悬挂钩码,静止时指针对应的刻度为l1;弹簧下端挂一质量为m的钩码,静止时指针对应的刻度为l2。已知当地的重力加速度g,则该弹簧的劲度系数可表示为{#blank#}4{#/blank#}。

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