某学习小组为探究弹性势能的表达式.设计了如图14所示的实验装置,在高度为h的光滑水平桌面上,沿与桌面边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小钢球接触,弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌面边缘.使钢球压缩弹簧△x后由静止释放,钢球沿桌面水平飞出,落到水平地面,小球在空中飞行的水平距离为s.实验数据记录如表所示,重力加速度为g.试� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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某学习小组为探究弹性势能的表达式，设计了如图14所示的实验装置,在高度为h的光滑水平桌面上,沿与桌面边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小钢球接触,弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌面边缘.使钢球压缩弹簧△x后由静止释放,钢球沿桌面水平飞出,落到水平地面,小球在空中飞行的水平距离为s，实验数据记录如表所示,重力加速度为g。试分析弹簧的弹性势能Ep与形变量△x的关系

由

,解得：

，则小球平抛时的初速度

，由机械能守恒定律可知：小球在弹开过程中获得的动能等于开始时弹簧的弹性势能，即

，从表格中的数据可以看出,s正比于△x,即s=3k△x，k为比例系数。故弹性势能Ep与弹簧的形变量△x的平方成正比关系，即

，k为比例系数。

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相关习题

科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

（18分）
Ⅰ．（6分）图中为“双棱镜干涉”实验装置，其中 s 为单色光源，A为一个顶角略小于180°的等腰三角形棱镜，P为光屏。s位于棱镜对称轴上，屏与棱镜底边平行。调节光路，可在屏上观察到干涉条纹。这是由于光源s发出的光经棱镜作用后，相当于在没有棱镜时，两个分别位于图中s₁和s₂位置的相干波源所发出的光的叠加。（s₁和s₂的连线与棱镜底边平行。）
已知s₁和s₂的位置可由其它实验方法确定，类比“双缝干涉测波长”的实验，可以推测出若要利用“双棱镜干涉”测量光源s发出的单色光的波长时，需要测量的物理量是：
，和。

Ⅱ．（12）图Ⅰ中所示装置可以用来测量硬弹簧（即劲度系数较大的弹簧）的劲度系数k。电源的电动势为E，内阻可忽略不计：滑动变阻器全长为l，重力加速度为g，V为理想电压表。当木板上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图1中a点，此时电压表示数为零。在木板上放置质量为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移。由电压表的示数U及其它给定条件，可计算出弹簧的劲度系数k。

（1）写出m、U与k之间所满足的关系式。
（2）已知E = 1.50V，l =" 12.0" cm，g =" 9.80" m/s²。测量结果如下表：

m（kg）	1.00	1.50	3.00	4.50	6.00	7.50
U（V）	0.108	0.154	0.290	0.446	0.608	0.740

①在图2中给出的坐标纸上利用表中数据描出m－U直线。
②m－U直线的斜率为 kg/V。
③弹簧的劲度系数k= N/m。（保留3位有效数字）

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科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

（1）物体运动的加速度．（2）打计数点ｃ时的速度．

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科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

在“合力与分力之间的关系”实验中，橡皮条一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O点，以下操作正确的是（）

A．实验中必须记录弹簧秤拉力的方向

B．在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤的刻度

C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤的拉力大小和方向，把橡皮条节点拉到O点

D．实验中，把橡皮条节点拉到O点时，两弹簧秤之间的夹角应取90°不变，以便于计算合力的大小

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科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

某同学为研究滑动摩擦力与哪些因素有关设计了图10所示实验。
他用弹簧秤水平拉动木块在水平面上作匀速直线运动，读出并记录弹簧秤的读数。实验中改变被拉木块的数量、改变接触面的材料、改变接触面积的大小及改变木块速度的大小，并将若干次实验数据记录在下表中.试根据该同学的实验数据，分析总结并回答下列问题

实验次数	接触面材料	拉动木块数	木块放置情况	木块运动速度	弹簧秤读数(N)
1	木板	1	平放	v较小	3.50
2	木板	1	平放	v较大	3.50
3	木板	1	侧放	v较小	3.50
4	木板	2	平放	v较小	7.00
5	化纤地毯	1	平放	v较小	8.00
6	化纤地毯	1	侧放	v较大	8.00
7	化纤地毯	2	平放	v较小	16.00

（1）物体间的滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？有什么关系？
（2）物体间的滑动摩擦力的大小与哪些因素是无关的？

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科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

⑴三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：

     ①甲同学采用如图所示的装置，用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，使A球被弹出时的速度不同，两球仍然同时落地，这说明                          。
②乙同学采用如图乙所示的装置，两个相同的斜槽轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端作与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D。斜槽轨道M到水平板的高度可调，但两轨道始终保持平行，因此小铁球P、Q在轨道出口处的水平速度v₀总是相等的。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后同时切断电源，使两小球能以相同的初速度v₀同时分别从轨道M、N的下端A、B射出，实验观察到的现象应是                  。若仅改变轨道M的高度（两轨道仍然保持平行），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这是因为            。
③丙同学采用频闪摄影法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片，图中每个小方格代表的实际边长为L=2.5cm。由图可求得拍摄时每间隔时间T=   s曝光一次，该小球平抛的初速度大小为      m/s（取g=10m/s²）。
⑵某同学准备测电流表A₁的内阻r₁的精确值，现有如下器材：

A．电流表A₁：量程100mA，内阻约5Ω

B．电压表V₁：量程15V，内阻约15kΩ

C．电压表V₂：量程3V，内阻约3kΩ

D．定值电阻器R₀：阻值20Ω

E．滑动变阻器R₁：0~10Ω，额定电流为1A
F．滑动变阻器R₂：0~1000Ω，额定电流为0.2A
G．电源E：电动势为6V，内阻较小
H．导线、电键
①要求电流表A₁的示数从零开始变化，且能多测几组数据，尽可能减小误差，在如图虚线方框中画出测量用的电路图，并在图中标出所用器材的代号.
②若选测量数据中的一组来计算电流表A₁的内阻r₁，则r₁的表达式为，式中各符号的意义是。

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科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

如下图所示，某同学让重锤做自由落体运动，通过测量打点计时器在纸带上打下的点迹来测算当地的重力加速度.该同学在实验时得到6条纸带，在每条纸带上取6个点，如图所示，每两个相邻点的时间间隔T均为0.02 s.其中1、2、3点相邻，4、5、6点相邻，在3点和4点之间还有若干个点.s₁是1、3两点的距离，s₂是4、6两点的距离，s₃是2、5两点的距离.

（1）测出s₁、s₂、s₃后，计算打第2点时瞬时速度的表达式是v₂=_________，计算打第5点时瞬时速度的表达式是v₅=_________,计算重力加速度的表达式是g=_________.
（2）该同学测得的数据是s₁="4.00" cm,s₂="11.68" cm,s₃="38.1" cm，根据数据求出重力加速度g=__________.

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科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

某同学要利用身边的粗细两种弹簧制作弹簧秤，为此首先各取一根弹簧进行了探究弹力和弹簧伸长量关系的实验，根据测得的数据绘出如图所示的图象，从图象上看：
（1）较细的甲弹簧的劲度系数k_A=______N/m，较粗的乙弹簧的劲度系数k_B=______N/m；（结果保留三位有效数字）
（2）若用甲、乙两根弹簧分别制作精确程度较高的弹簧秤，则这两个弹簧秤的量程分别不能超过______N和______N．
（3）该同学得出的图象上端弯成曲线，原因是______．

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科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

有同学想通过实验来体验向心力公式，设计的实验方案如下：如图所示，线的一端系一个重物，手执线的另一端，使重物在光滑水平桌面上做匀速圆周运动。当转速（角速度）相同（可从喊1、2、3、4…的节奏相同加以控制）时，根据你所学的知识，你认为线长易断，还是线短易断？_____________（填“长”或“短”）。如果重物运动时细线被桌上的一个针子挡住，随后重物以不变的速率在细线的牵引下绕钉子做圆周运动。细线碰钉子时，是钉子离重物越远线易断，还是离重物越近线易断？________________（填“远”或“近”）。

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