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12.彈弓是一種兵器,也是一種兒童玩具,它由兩根橡皮條和一個木叉組成.拉伸橡皮條的過程人對橡皮條做功,使其具有一定的彈性勢能,放手后橡皮條的彈力做功,將儲存的彈性勢能轉化為石子的動能,使石子以較大的速度飛出,有一定的殺傷力.試設計一個實驗,求出橡皮條被拉伸到一定長度的過程中,彈力所做的功及橡皮條具有的彈性勢能.(只需設計可行的方法和數據處理方式,不必求得出結論)

分析 可利用平拋運動的知識測量出石子被橡皮條射出的速度,結合功能關系得到彈力所做的功及橡皮條具有的彈性勢能.

解答 解:設計了如圖所示的實驗裝置.在離地面高度為h的位置用橡皮條將石子水平射出,小球在空中飛行后落到水平地面,水平距離為s.
測出石子的質量m.由平拋運動的規(guī)律得:
   h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
   x=v0t
解得 v0=x$\sqrt{\frac{g}{2h}}$
由功能關系可得:彈力所做的功等于橡皮條具有的彈性勢能,即有 W=Ep=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
聯立解得 W=Ep=$\frac{mg{x}^{2}}{4h}$
重復多次,測出彈力所做的功的平均值和橡皮條具有的彈性勢能的平均值,作為測量結果.

點評 解決本題實驗設計的問題,關鍵要把握實驗原理,本題借助于平拋運動以及數學推導出彈性勢能和彈性形變量之間的關系是關鍵.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖所示,放在勻強磁場中的通電直導線,均與磁場方向垂直,圖中分別標明了電流I、磁感應強度B和安培力F的方向,其中正確的是( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中,采用如圖1所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質量用M表示,盤及盤中砝碼的質量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出.

(1)如圖2為實驗中用打點計時器打出的一條較理想的紙帶,紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個相鄰的計數點,相鄰計數點間的時間間隔是0.1s,距離如圖,單位是cm,小車的加速度是1.59m/s2.(結果保留兩位小數)
(2)以下措施正確的是BC(填入相應的字母,多選少選均不得分)
A.平衡摩擦力時,應將重物用細繩通過定滑輪系在小車上
B.平衡摩擦力時,小車后面的紙帶必須連好,因為運動過程中紙帶也要受到阻力
C.每次改變小車的質量時,不需要重新平衡摩擦力
D.實驗時,先放開小車,后接通電源
(3)當M與m的關系滿足M>>m時,才可認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力.
(4)一組同學在做加速度與質量的關系實驗時,保持盤及盤中砝碼的質量一定,改變小車及車中砝碼的質量,測出相應的加速度,采用圖象法處理數據.為了比較容易地檢查出加速度a與質量M的關系,應該做a與$\frac{1}{M}$的圖象.
(5)如圖3,甲同學根據測量數據做出的a-F圖線,說明實驗存在的問題是平衡摩擦力時木板傾角過大.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

20.某物體質量為2kg,受力F1、F2的作用,大小分別為6N、8N,則加速度a的取值范圍為1m/s2~7m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

7.某物理興趣小組采用如圖所示的裝置研究平拋運動.質量分別為mA和mB的A、B小球處于同一高度,M為A球中心初始時在水平地面上的垂直投影.用小錘打擊彈性金屬片,使A球沿水平方向飛出,同時松開B球,B球自由下落.A球落到地面N點處,B球落到地面P點處.測得mA=0.04kg,mB=0.05kg,B球距地面的高度是1.225m,M、N點間的距離為1.500m,則B球落到P點的時間是0.5s,A球落地時的動能是0.66J(答案保留2位有效數字),此實驗還可以驗證平拋運動豎直方向的分運動為自由落體運動.(忽略空氣阻力,g取9.8m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

17.某電解池中,若2s內各有1.0×1019個2價正離子和2.0×1019個1價負離子通過某截面,那么通過這個截面的電流是3.2A.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

4.圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖.圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源,打點的時間間隔用△t表示.在小車質量M未知的情況下,某同學設計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質量間的關系”.

(1)如圖2所示是該同學在某次實驗中利用打點計時器打出的一條紙帶,A、B、C、D是該同學在紙帶上選取的連續(xù)四個計數點.該同學用刻度尺測出AC間的距離為S,測出BD間的距離為S.a可用S、S和△t(打點的時間間隔)表示為a=$\frac{{S}_{Ⅱ}^{\;}-{S}_{Ⅰ}^{\;}}{2(△t)_{\;}^{2}}$.
(2)圖3為所得實驗圖線的示意圖.設圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓定律成立,則小車受到的拉力為$\frac{1}{k}$,小車的質量為$\frac{k}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.一質點作勻加速直線運動,加速度為2m/s2,那么在任意1s時間內( 。
A.質點的末速度一定等于初速度的2倍
B.質點的末速度一定比初速度大2m/s
C.第ns的初速度一定比(n-1)s的末速度大2m/s
D.第ns的初速度一定比(n-1)s的初速度大2m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

2.如圖所示,一根長L=0.8m不可伸長的輕質細繩,一端系一質量m=0.1kg的小球,另一端固定在O點.現將小球拉到與O點等高的位置A,細繩處于拉直狀態(tài),由靜止釋放,不計空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,小球到達最低點B時,求:
(1)小球速度大;
(2)細繩對小球拉力的大小.

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