【題目】某同學(xué)猜想:彈簧的彈性勢能與其勁度系數(shù)成正比、與其形變量的二次方成正比,即;其中b為與彈簧勁度系數(shù)成正比例的常數(shù)。該同學(xué)設(shè)計以下實驗探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系。如圖所示,在水平桌面上放置一個氣墊導(dǎo)軌,將彈簧一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)。調(diào)整導(dǎo)軌使滑塊能在導(dǎo)軌上自由勻速滑動。將光電門固定在離彈簧右側(cè)原長點稍遠(yuǎn)的位置。推動滑塊壓縮彈簧一段合適的距離后,由靜止釋放滑塊;瑝K離開彈簧后運動通過光電門。通過測量和計算研究上述猜想。

實驗中進行以下測量:

A.測得滑塊的質(zhì)量m;

B.測得滑塊上遮光片的寬度d

C.測得彈簧的原長;

D.推動滑塊壓縮彈簧后,測得彈簧長度L;

E.釋放滑塊后,讀出滑塊遮光片通過光電門的時間t;

F.重復(fù)上述操作,得到若干組實驗數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論。

回答下列問題。(前三個問題用實驗測得的物理量字母及比例常數(shù)b表示)

1)滑塊離開彈簧后的動能為________。

2)由能量守恒定律知彈簧被壓縮后的最大彈性勢能與滑塊彈出時的動能相等。若關(guān)于彈簧彈性勢能的猜想正確,則________。

3)用圖像處理實驗數(shù)據(jù)并分析結(jié)論,得出的圖像如圖所示。該圖像不過坐標(biāo)原點的原因是________________。(只填寫一條)

4)若換用勁度系數(shù)更大的彈簧做實驗,圖像斜率將________。(選填不變”“變大變小

5)若實驗中測得的一組數(shù)據(jù):,,,,。由此計算比例常數(shù)________N/m。

【答案】 滑塊運動過程中受阻力 變小 15.625

【解析】

1[1].滑塊勻速通過光電門有

滑塊動能

解得

2[2].彈簧被最大壓縮后的最大彈性勢能

最大彈性勢能與滑塊的動能相等,解①②式得

3[3].該圖像在縱軸上有正截距。則③式為

c為截距)

則滑塊的動能小于彈簧的最大彈性勢能,主要原因是滑塊運動過程中受阻力,或?qū)к売覀?cè)高于左側(cè)。

4[4].由③式知,圖像的斜率為。換用勁度系數(shù)更大的彈簧做實驗,則b更大,則圖像斜率變小。

5[5].由③式得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組要較為準(zhǔn)確地描繪一個標(biāo)有“2.5V,0.75W”的小燈泡的伏安特性曲線,可選用的器材如下:

電池組(電動勢為4.5V,內(nèi)阻約為1Ω)

電流表A1(量程為0-1A,內(nèi)阻約為0.5Ω)

電流表A2(量程為0-100mA,內(nèi)阻為3Ω)

電壓表V1(量程為0-3V,內(nèi)阻約為3kΩ)

電壓表V2(量程為0~15V,內(nèi)阻約為15kΩ)

定值電阻R1=1.5Ω

定值電阻R2=6Ω

滑動變阻器R(最大阻值為10Ω,額定電流為1A)

開關(guān)一個,導(dǎo)線若干

(1)請你為該小組設(shè)計一個合理的實驗電路圖_______,并將設(shè)計好的電路圖畫入下面虛線框內(nèi)(要求標(biāo)明所選器材的名稱)

(2)如圖為該小組成員利用實驗數(shù)據(jù)得到的比較精確的小燈泡的伏安特性曲線,若將這樣的兩個相同的小燈泡并聯(lián)后與一個電動勢為2.5V,內(nèi)阻為的電源組成閉合回路,則每個小燈泡消耗的電功率約為______W(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab,以一定的初速度從一光滑平行金屬導(dǎo)軌底端向上滑行,導(dǎo)軌平面與水平面成角,兩導(dǎo)軌上端用一電阻R相連,如圖所示,磁場方向垂直斜面向上,導(dǎo)軌的電阻不計,金屬桿向上滑行到某一高度之后又返回到底端時的速度大小為,則金屬桿在滑行的過程中

A. 向上滑行的時間等于向下滑行的時間

B. 向向上滑行時電阻R上產(chǎn)生的熱量大于向下滑行時電阻R上產(chǎn)生的熱量

C. 向上滑行的過程中與向下滑行的過程中通過電阻R的電荷量相等

D. 金屬桿從開始上滑至返回出發(fā)點,電阻R上產(chǎn)生的熱量為

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【題目】如圖所示,半徑為R的絕緣閉合球殼,O為球殼的球心,球殼上均勻分布著正電荷,已知均勻帶電的球殼在其內(nèi)部激發(fā)的場強處處為零,F(xiàn)在球殼表面A處取下一面積足夠小、帶電量為q的曲面將其沿OA連線延長線向上移動至B點,且AB=R,若球殼的其他部分的帶電量與電荷分布保持不變,下列說法中正確的是

A. 把另一帶正電的試探電荷從A點處移動到O點過程中系統(tǒng)電勢能減少

B. 球殼剩余部分的電荷在球殼內(nèi)部激發(fā)的電場的電場線由A點的對稱點C點沿直線指向球殼內(nèi)表面各點

C. 球殼內(nèi)部電場的電場線由球殼各點沿曲線指向A

D. 球心O點場強的大小為k

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【題目】如圖,一帶電荷量q=+0.05C、質(zhì)量M=lkg的絕緣平板置于光滑的水平面上,板上靠右端放一可視為質(zhì)點、質(zhì)量m=lkg的不帶電小物塊,平板與物塊間的動摩擦因數(shù)μ=0.75.距平板左端L=0.8m處有一固定彈性擋板,擋板與平板等高,平板撞上擋板后會原速率反彈。整個空間存在電場強度E=100N/C的水平向左的勻強電場,F(xiàn)將物塊與平板一起由靜止釋放,已知重力加速度g=10m/s2,平板所帶電荷量保持不變,整個過程中物塊未離開平板。求:

1)平板第二次與擋板即將碰撞時的速率;

2)平板的最小長度;

3)從釋放平板到兩者最終停止運動,擋板對平板的總沖量。

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【題目】晉江市某發(fā)電廠引進垃圾焚燒發(fā)電機設(shè)備,該發(fā)電機輸出功率為40kW,輸出電壓為400V,用變壓比(原、副線圈匝數(shù)比)為n1n2=15的變壓器升壓后向某小區(qū)供電,輸電線的總電阻為r=5Ω,到達(dá)該小區(qū)后再用變壓器降為220V。

(1)畫出輸電過程的電路示意圖;

(2)求輸電線上損失的電功率;

(3)求降壓變壓器的變壓比n3n4。

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【題目】某同學(xué)設(shè)計出如圖所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律,讓小球從A點自由下落,下落過程中經(jīng)過A點正下方的光電門B時,光電計時器記錄下小球通過光電門時間t,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span> g。

(1)為了驗證機械能守恒定律,該實驗還需要測量下列哪些物理量_________。

A.小球的質(zhì)量m

B.AB之間的距離H

C.小球從AB的下落時間tAB

D.小球的直徑d

(2)小球通過光電門時的瞬時速度v =_________(用題中所給的物理量表示)。

(3)調(diào)整AB之間距離H,多次重復(fù)上述過程,作出H的變化圖象如圖所示,當(dāng)小球下落過程中機械能守恒時,該直線斜率k0=__________。

(4)在實驗中根據(jù)數(shù)據(jù)實際繪出H圖象的直線斜率為kkk0),則實驗過程中所受的平均阻力f與小球重力mg的比值= _______________(用k、k0表示)。

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【題目】甲、乙兩汽車在兩條平行且平直的車道上行駛,運動的v—t圖象如圖所示,已知t=0時刻甲、乙第一次并排,則(

A.t=4s時刻兩車第二次并排

B.t=6s時刻兩車第二次并排

C.t=10s時刻兩車第一次并排

D.10 s內(nèi)兩車間距離的最大值為12m

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【題目】用金屬銣為陰極的光電管,觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象,實驗裝置示意如圖甲所示,實驗中測得銣的遏止電壓UC與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示,圖線與橫軸交點的橫坐標(biāo)為5.15×1014Hz。已知普朗克常量h=6.63×1034J·s。則下列說法中正確的是

A. 欲測遏止電壓,應(yīng)選擇電源左端為正極

B. 當(dāng)電源左端為正極時,滑動變阻器的滑片向右滑動,電流表的示數(shù)持續(xù)增大

C. 增大照射光的強度,產(chǎn)生的光電子的最大初動能一定增大

D. 如果實驗中入射光的頻率ν=7.00×1014Hz,則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek=1.2×1019J

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