為了研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧壓縮量的關系,某實驗小組的實驗裝置如圖所示,光滑水平桌面距地面高為h,一輕質(zhì)彈簧左端固定,右端與質(zhì)量為m的小鋼球接觸,彈簧處于原長。將小球向左推,壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,彈簧將小球沿水平方向推出,小球落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡,已知重力加速度為g
(1) 某次實驗測得小球的落點P到O點的距離為S,那么由理論分析得到小球釋放前壓縮彈簧的彈性勢能Ep與h、s、mg之間的關系式為____________________;
(2) 改變彈簧壓縮量進行多次實驗,測量數(shù)據(jù)如下表所示,請在坐標紙上做出x-s圖象。
彈簧壓縮量x/m | 0.010 | 0.015 | 0.020 | 0.025 | 0.030 | 0.035 |
小球飛行水平距離s/m | 2.0 | 3.0 | 4.1 | 5.9 | 6.0 | 7.0 |
(3) 由圖象得出x與s的關系式為_______________;由實驗得到彈簧彈性勢能Ep與彈簧壓縮量x之間的關系式為______________。
科目:高中物理 來源: 題型:
為了“探究外力做功與物體動能變化的關系”,查資料得知:“彈簧的彈性勢能Ep=kx2,其中k是彈簧的勁度系數(shù),x是彈簧的形變量”。某同學用壓縮的彈簧推靜止的小球(已知質(zhì)量為m)運動來探究這一問題。為了研究方便,把小鐵球O放在水平桌面上做實驗,讓小鐵球O在彈力作用下運動,即只有彈簧推力做功。
該同學設計實驗如下:
(1)如圖甲所示,將輕質(zhì)彈簧豎直掛起來,在彈簧的另一端掛上小鐵球O,靜止時測得彈簧的形變量為d。在此步驟中,目的是要確定________,用m、d、g表示為________。
(2)如圖乙所示,將這根彈簧水平放在光滑桌面上,一端固定在豎直墻面,另一端與小鐵球接觸,用力推小鐵球壓縮彈簧;小鐵球靜止時測得彈簧壓縮量為x,撤去外力后,小鐵球被彈簧推出去,從水平桌面邊沿拋出落到水平地面上。
(3)測得水平桌面離地高為h,小鐵球落地點離桌面邊沿的水平距離為L,則小鐵球被彈簧彈出的過程中初動能Ek1=________,末動能Ek2=________(用m、h、L、g表示);彈簧對小鐵球做的功W=________(用m、x、d、g表示)。
對比W和(Ek2-Ek1)就可以得出“外力做功與物體動能變化的關系”,即:“在實驗誤差范圍內(nèi),外力所做的功等于物體動能的變化”。
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