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(18分)如图,固连在地面上的轻弹簧与质量为M=3.5kg的小物块相连,

弹簧的劲度系数k=100N/m.不可伸长的轻绳一端与物块M连接,绕过无摩擦的两

个轻质小定滑轮后,另一端与套在光滑直杆顶端的质量为m=1.6kg的小球连

接.已知直杆固定,与水平面夹角为=.最初使小球静止不动,与小球相连的

绳子保持水平,此时绳中张力F=45N.已知AO=0.50m,现将小球由静止释放,

已知,重力加速度g=10m/s,sin=0.6,cos=0.8.

(1)求释放小球前弹簧的形变量

(2)若直线CO与杆垂直,求小球运动到C点的过程中绳子拉力对其做功

  

(18分)解:

(1)(6分)释放小球前,物块M处于平衡状态

   得   0m

则弹簧伸长了0.10m

(2)(12分)设小球从杆顶端运动到点时的速度为,由动能定理

                               ①

其中   

而   

物块下降的高度                         ②

由此可知,弹簧压缩了0.1m,则弹簧的弹性势能在初、末状态相同,设此时物块的速度为,对小球物块和弹簧系统,由机械能守恒定律有  

                             ③

对小球进行速度分解可知,小球运动到C点时物块的速度    ④

由 ①~④联立解得      .0J

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

一同学要探究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:

如图,在一个水平固定的粗糙杆上套有一小球,小球与杆之间的摩擦力大小恒为f,小球和固定端之间有一轻质弹簧,弹簧左端固定,右端和小球不固连,现用力推动小球使弹簧压缩一段距离x后,再由静止释放小球,小球向右运动距离s后停止(此时小球已离开弹簧),设水平杆足够长,多次重复以上步骤,记录s和相应的x数据如下:

弹簧压缩量

x/cm)

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

小球滑行的距离(s/cm)

4.50

7.99

12.50

18.01

24.50

(1)写出弹簧的弹性势能Ep与小球滑行距离s的关系式                

(2)由表中数据,可得sx的关系是                 

(3)由(1)、(2)的结论得到弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系是                              

四、计算题:本题共4小题,其中第17题6分,第18题8分,第19、20题各12分,共38分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不得分。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。

 

 

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科目:高中物理 来源:2010年泰州中学高一下学期期末测试物理 题型:实验题

一同学要探究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:
如图,在一个水平固定的粗糙杆上套有一小球,小球与杆之间的摩擦力大小恒为f,小球和固定端之间有一轻质弹簧,弹簧左端固定,右端和小球不固连,现用力推动小球使弹簧压缩一段距离x后,再由静止释放小球,小球向右运动距离s后停止(此时小球已离开弹簧),设水平杆足够长,多次重复以上步骤,记录s和相应的x数据如下:

弹簧压缩量
x/cm)
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
小球滑行的距离(s/cm)
4.50
7.99
12.50
18.01
24.50

(1)写出弹簧的弹性势能Ep与小球滑行距离s的关系式                
(2)由表中数据,可得sx的关系是                 
(3)由(1)、(2)的结论得到弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系是                              
四、计算题:本题共4小题,其中第17题6分,第18题8分,第19、20题各12分,共38分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不得分。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。

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弹簧压缩量

x/cm)

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

小球滑行的距离(s/cm)

4.50

7.99

12.50

18.01

24.50

(1)写出弹簧的弹性势能Ep与小球滑行距离s的关系式                

(2)由表中数据,可得sx的关系是                 

(3)由(1)、(2)的结论得到弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系是                              

四、计算题:本题共4小题,其中第17题6分,第18题8分,第19、20题各12分,共38分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不得分。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。

 

 

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弹簧压缩量

x/cm)

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

小球滑行的距离(s/cm)

4.50

7.99

12.50

18.01

24.50

(1)写出弹簧的弹性势能Ep与小球滑行距离s的关系式                 

(2)由表中数据,可得sx的关系是                 

(3)由(1)、(2)的结论得到弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系是                              

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