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《2018物理二轮复习100考点第十二章物理实验专题12.7探究弹性势能实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、专题12.7探究弹性势能实验1.(2016宝鸡联考)某同学在科普读物上看到:“劲度系数为k的弹簧从伸长量为x到恢复原长过程中,弹力做的功W=kx2”.他设计了如下的实验来验证这个结论.A.将一弹簧的下端固定在地面上,在弹簧附近竖直地固定一刻度尺,当弹簧在竖直方向静止不动时其上端在刻度尺上对应的示数为x1,如图(甲)所示.B.用弹簧测力计拉着弹簧上端竖直向上缓慢移动,当弹簧测力计的示数为F时,弹簧上端在刻度尺上对应的示数为x2,如图(乙)所示.则此弹簧的劲度系数k=。. C.把实验桌放到弹簧附近,将一端带有定滑轮、两端装有光电门的长木板放在桌面上,使滑轮正好在弹簧的正上方,用垫块垫起长木板
2、不带滑轮的一端,如图(丙)所示(未放小车时).D.用天平测得小车(带有遮光条)的质量为M,用游标卡尺测遮光条宽度d的结果如图(丁)所示,则d=mm. E.打开光电门的开关,让小车从光电门的上方以一定的初速度沿木板向下运动(未连弹簧),测得小车通过光电门A和B时的遮光时间分别为Δt1和Δt2.改变垫块的位置,重复调节,直到Δt1=Δt2时保持木板和垫块的位置不变.F.用细绳通过滑轮将弹簧和小车相连,将小车拉到光电门B的上方某处,此时弹簧上端在刻度尺上对应的示数为x3,已知(x3-x1)小于光电门A,B之间的距离,如图(丙)所示.由静止释放小车,测得小车通过光电门A和B时的遮光时间分别为Δt
3、1′和Δt2′.在实验误差允许的范围内,若k(x3-x1)2= (用实验中测量的符号表示),就验证了W=kx2的结论. 【参考答案】：k=F/(x2-x1)，3.5，M()2-M()22．(2016·新疆乌鲁木齐二诊)(8分)某兴趣小组设计了如下的实验，验证弹簧弹性势能的公式Ep＝kx2，式中k是劲度系数，x是形变量(压缩量或伸长量)。提供的器材：刻度尺、木板、木块、长度不同的弹簧(材料和规格相同)若干。第一步：验证弹性势能与形变量的关系。水平放置的木板左端固定一个弹簧，弹簧处于原长状态，木板与弹簧恰好接触并静止于O点。用外力将木块向左推至A点后释放，木块在运动过程中与弹簧脱离，最
4、终停在B点。测得O、B间的距离为x1，A、B间的距离为x2。重复上述过程多次。(1)若以________为横轴，以x2为纵轴做出的图象为过原点的直线，就验证了弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比的结论。第二步：验证弹性势能与劲度系数的关系(2)通过推导可得材料和规格相同但长度不同的弹簧，其劲度系数与弹簧的长度成________比。换用不同长度L的弹簧实验，保证弹簧每次有相同的形变量，测得多组x2。若以为横轴，以________为纵轴做出的图象为过原点的直线，这就验证了弹簧形变量相同时，弹簧的弹性势能与其劲度系数成正比的结论。(3)用本实验提供的器材和方法________(填“能”或“不能
5、”)验证弹性势能公式中的系数。【参考答案】(1)(x2－x1)2 (2)反 x2 (3)不能(3)因不能得到Ep的具体数值，故不能验证弹性势能公式中的系数。3. (2014·广东高考)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。(1)如图甲所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数k＝________N/m(g取9.80m/s2)。砝码质量/g50100150弹簧长度/cm8.627.636.66(2)取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图乙所示，调整导轨使滑块自由滑动时，通过两个光电门
6、的速度大小________。(3)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v。释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为________。(4)重复(3)中的操作，得到v与x的关系如图丙所示，由图可知，v与x成________关系。由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的________成正比。【参考答案】(1)50 (2)相等 (3)滑块的动能 (4)正比 压缩量的平方(2)要调整气垫导轨水平使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度相等。(3)根据机械能守恒定律，释放滑块后，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能。(4)由题图可知，v与x成正比，即v＝kx，则E
7、p＝Ek＝mv2＝mk2x2，因此弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量的平方成正比。4．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
