【題目】一個同學(xué)要研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(guān)系,進行了如下實驗:在離地面高度為h的光滑水平桌面上,沿著與桌子邊緣垂直的方向放置一輕質(zhì)彈簧,其左端固定,右端與質(zhì)量為m的一個小鋼球接觸。當(dāng)彈簧處于自然長度時,小鋼球恰好在桌子邊緣,如圖所示。讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,使鋼球沿水平方向射出桌面,小鋼球在空中飛行后落在水平地面上,水平距離為s。

(1)小剛球離開桌面時的速度大小為v=________,彈簧的彈性勢能Ep與小鋼球質(zhì)量m、

桌面離地面高度h、小鋼球飛行的水平距離s等物理量之間的關(guān)系式為Ep=________

(2)彈簧的壓縮量x與對應(yīng)的鋼球在空中飛行的水平距離s的實驗數(shù)據(jù)如下表所示:

彈簧的壓縮量x (cm)

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

小鋼球飛行的水平距離s (m)

2.01

3.00

4.01

4.96

6.01

7.00

由實驗數(shù)據(jù),可確定彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量x的關(guān)系為_________________(式中k為比例系數(shù))

A.Ep=kx B. Ep=k C. Ep=kx2 D. Ep=k

【答案】v= sEP= C

【解析】

根據(jù)平拋運動規(guī)律可以求出鋼球離開桌面時的速度大小,根據(jù)功能關(guān)系可以求出彈性勢能的表達式,進而可知需要測量的量;先從實驗數(shù)據(jù)得出彈簧的壓縮量與小球的射程的關(guān)系,再結(jié)合第一小問中結(jié)論得到彈性勢能與小球的射程的關(guān)系,最后綜合出彈簧的彈性勢能EP與彈簧長度的壓縮量x之間的關(guān)系。

1)設(shè)桌子高度為h,小球離開桌面后做平拋運動,水平方向:s=vt,豎直方向有:,聯(lián)立解得:,根據(jù)功能關(guān)系可知彈簧彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球平拋的初動能,有:,聯(lián)立解得:。

(2)由于可知Epx2成正比,由表中數(shù)據(jù)可看出,在誤差范圍內(nèi),x正比于s,猜測可能Epx2也成正比,故選C。

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,建筑工地上載人升降機用不計質(zhì)量的細鋼繩跨過定滑輪與一有內(nèi)阻的電動機相連,通電后電動機帶動升降機沿豎直方向先勻加速上升后勻速上升.摩擦及空氣阻力均不計.則

A. 升降機勻加速上升過程中,升降機底板對人做的功等于人增加的動能

B. 升降機勻速上升過程中,升降機底板對人做的功等于人增加的機械能

C. 升降機上升的全過程中,電動機消耗的電能等于升降機增加的機械能

D. 升降機上升的全過程中,電動機消耗的電能大于升降機增加的機械能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】12分)一輛值勤的警車停在公路邊,當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以10 m/s的速度勻速行駛的貨車嚴重超載時,決定前去追趕,經(jīng)過5.5 s后警車發(fā)動起來,并以2.5 m/s2的加速度做勻加速運動,但警車的行駛速度必須控制在90 km/h以內(nèi).問:

(1)警車在追趕貨車的過程中,兩車間的最大距離是多少?

(2)警車發(fā)動后要多長時間才能追上貨車?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一絕緣的光滑離心軌道,一個帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止釋放,沿軌道滑下(小球的重力大于所受的電場力).

1)已知小球的質(zhì)量為m,電量大小為q,勻強電場的場強大小為E,斜軌道的傾角為α,求小球沿斜軌道下滑的加速度的大。

2)若使小球通過半徑為R的圓軌道頂端的B點時不落下來,求A點距水平地面的高度h至少應(yīng)為多大?

3)若小球從斜軌道h=5R處由靜止釋放.假設(shè)其能夠通過B點,求在此過程中小球機械能的改變量.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在《驗證機械能守恒定律》的實驗中,下列說法中正確的

A.要用天平稱量重錘質(zhì)量

B.選用重物時,同樣大小、形狀的重物應(yīng)選重一點的比較好

C.要選用第1、2兩點距離接近2mm的紙帶

D.實驗時,當(dāng)松開紙帶讓重錘下落的同時,立即接通電源

E. 實驗結(jié)果總是動能增加量略小于重力勢能的減小量。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】從離地面500m的空中自由落下一個小球,取g=10m/s2,求:

(1)小球經(jīng)過多長時間落到地面?

(2)從靜止釋放開始計時,小球在第1s內(nèi)的位移和最后1s內(nèi)的位移;

(3)下落時間為總時間的一半時的位移。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一根豎直的彈簧支持著一倒立氣缸的活塞,使氣缸懸空而靜止,設(shè)活塞與缸壁間無摩擦且可以在缸內(nèi)自由移動,缸壁導(dǎo)熱性能良好使缸內(nèi)氣體總能與外界大氣溫度相同,則下述結(jié)論中正確的是( )

A. 若外界大氣壓增大,則彈簧將壓縮一些

B. 若外界大氣壓增大,則氣缸上底面距地面的高度將減小

C. 若氣溫升高,則氣缸上底面距地面的高度將減小

D. 若氣溫升高,則氣缸上底面距地面的高度將增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在同學(xué)利用鉤碼來探究共點力合成的規(guī)律,下圖中OE是橡皮條,甲圖按兩個互成角度的方向牽拉,乙圖是一個拉力作用于橡皮條上,下列說法正確的是(  )

A. 甲步驟中兩個拉力的方向必須是相互垂直

B. 甲、乙步驟中,橡皮條拉伸方向EO必須水平

C. 甲、乙兩步驟必須將橡皮條拉到相同位置O

D. 甲步驟完成后,可更換橡皮條,繼續(xù)進行乙步驟實驗

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L,導(dǎo)軌平面與水平面夾角α=30°,導(dǎo)軌電阻不計.磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向上,長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路,燈泡的電阻RL=4R,定值電阻R1=2R,電阻箱電阻調(diào)到使R2=12R,重力加速度為g,現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放,試求:

(1)金屬棒下滑的最大速度為多大?

(2)當(dāng)金屬棒下滑距離為S0時速度恰好達到最大,求金屬棒由靜止開始下滑2S0的過程中,整個電路產(chǎn)生的焦耳熱Q?

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