為了測(cè)定一根輕彈簧壓縮到最短時(shí)具有的彈性勢(shì)能的大小,可以將彈簧固定在一帶有凹槽光滑軌道的一端,并將軌道固定在水平桌面邊緣上,如圖6所示,用已知質(zhì)量為m鋼球?qū)椈蓧嚎s至最短,而后突然釋放,鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面,實(shí)驗(yàn)時(shí)可用的測(cè)量?jī)x器只有一把量程足夠大的刻度尺.
(1)實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)定的物理量是______;
(2)用已知量和測(cè)得的量表示彈性勢(shì)能Ep=______.

解:(1)釋放彈簧后,彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能
Ep=mv2 ①,
故需測(cè)量最大速度;
小球接下來做平拋運(yùn)動(dòng),要測(cè)量初速度,還需要測(cè)量測(cè)量平拋的水平位移和高度;
故答案為:小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移s和高度h.
(2)對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng),有:s=vt ②,h=gt2 ③,
由①②③式可解得:Ep=
故答案為:(1)桌面高度h,鋼球落地點(diǎn)與桌面邊緣的水平距離s.
(2)
分析:(1)彈簧壓縮最短,儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能最大,釋放小球后,小球在彈簧的彈力作用下加速,彈簧與小球系統(tǒng)機(jī)械能守恒,通過測(cè)量小球的動(dòng)能來求解彈簧的最大彈性勢(shì)能,小球離開桌面后,做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可以求平拋的初速度,根據(jù)以上原理確定待測(cè)量即可;
(2)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)先求平拋的初速度,求出初動(dòng)能就得到彈簧壓縮最短時(shí)儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能大小.
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵是通過平拋運(yùn)動(dòng)測(cè)量初速度,從而測(cè)量出彈簧釋放的彈性勢(shì)能,也就是彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測(cè)定某滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因μ (設(shè)μ為定值),設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn):第一步:如圖所示,將彈簧的一端固定在豎直墻上,使滑塊緊靠彈簧將其壓縮,松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止;測(cè)得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離s的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
試驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4
d/cm 0.50 1.00 2.00 4.00
s/cm 5.02 19.99 80.05 320.10
根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出滑塊滑行距離s與彈簧壓縮量d間的關(guān)系應(yīng)是
 

第二步:為了測(cè)出彈簧的勁度系數(shù),將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端,彈簧伸長(zhǎng)后保持靜止?fàn)顟B(tài).測(cè)得彈簧伸長(zhǎng)量為△L,滑塊質(zhì)量為m,則彈簧的勁度系數(shù)k=
 
.用測(cè)得的物理量d、s、△L表示滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=
 
(彈簧彈性勢(shì)能EP=
1
2
kx2,k為勁度系數(shù),x為形變量)

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科目:高中物理 來源: 題型:

為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測(cè)定某滑塊與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ(設(shè)μ為定值),設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn):

第一步:如圖所示,將彈簧的一端固定在豎直墻上,使滑塊緊靠彈簧將其壓縮,松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止;測(cè)得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

1

2

3

4

d/cm

0.50

1.00

2.00

4.00

S/cm

5.02

19.99

80.05

320.10

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關(guān)系應(yīng)是_________。

第二步:為了測(cè)出彈簧的勁度系數(shù),將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端,彈簧伸長(zhǎng)后保持靜止?fàn)顟B(tài)。測(cè)得彈簧伸長(zhǎng)量為△L,滑塊質(zhì)量為m,則彈簧的勁度系數(shù)k=________。用測(cè)得的物理量d,s,△L表示的滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______(彈簧彈性勢(shì)能Ep=kx2,k為勁度系數(shù),x為形變量)

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為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測(cè)定某滑塊與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ(設(shè)μ為定值),設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn):

       第一步:如圖所示,將彈簧的一端固定在豎直墻上,使滑塊緊靠彈簧將其壓縮,松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止;測(cè)得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

       根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關(guān)系應(yīng)是_______。

       第二步:為了測(cè)出彈簧的勁度系數(shù),將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端,彈簧伸長(zhǎng)后保持靜止?fàn)顟B(tài)。測(cè)得彈簧伸長(zhǎng)量為△L,滑塊質(zhì)量為m,則彈簧的勁度系數(shù)k =______。用測(cè)得的物理量d,s,△L表示的滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______(彈簧彈性勢(shì)能Ep =kx2,k為勁度系數(shù),x為形變量)

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為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測(cè)定某滑塊與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ(設(shè)μ為定值),設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn):

        

第一步:如圖所示,將彈簧的一端固定在豎直墻上,使滑塊緊靠彈簧將其壓縮,松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止;測(cè)得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關(guān)系應(yīng)是_______。

第二步:為了測(cè)出彈簧的勁度系數(shù),將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端,彈簧伸長(zhǎng)后保持靜止?fàn)顟B(tài)。測(cè)得彈簧伸長(zhǎng)量為△L,滑塊質(zhì)量為m,則彈簧的勁度系數(shù)k =______。用測(cè)得的物理量d,s,△L表示的滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______(彈簧彈性勢(shì)能Ep =kx2,k為勁度系數(shù),x為形變量)

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為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測(cè)定某滑塊與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ(設(shè)μ為定值),設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn):

        

第一步:如圖所示,將彈簧的一端固定在豎直墻上,使滑塊緊靠彈簧將其壓縮,松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止;測(cè)得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關(guān)系應(yīng)是_______。

第二步:為了測(cè)出彈簧的勁度系數(shù),將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端,彈簧伸長(zhǎng)后保持靜止?fàn)顟B(tài)。測(cè)得彈簧伸長(zhǎng)量為△L,滑塊質(zhì)量為m,則彈簧的勁度系數(shù)k =______。用測(cè)得的物理量d,s,△L表示的滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______(彈簧彈性勢(shì)能Ep =kx2,k為勁度系數(shù),x為形變量)

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