【題目】某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧的彈性勢(shì)能與壓縮量的關(guān)系。

1)如圖(a),將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺(tái),在上端的托盤(pán)中依次增加砝碼,測(cè)得相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度,部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表,由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k=___N/m。(g9.8m/s2

2)取下彈簧,將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè),如圖(b)所示;調(diào)整導(dǎo)軌,使滑塊自由滑動(dòng)時(shí),通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的速度大小___。

3)用滑塊壓縮彈簧,記錄彈簧的壓縮量x;釋放滑塊,記錄滑塊脫離彈簧后的速度v,釋放滑塊過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為___。

4)重復(fù)(3)中的操作,得到vx的關(guān)系如圖(c)。由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論:對(duì)同一根彈簧,彈性勢(shì)能與彈簧的壓縮量的平方成___關(guān)系。

【答案】50 相等 滑塊的動(dòng)能 正比

【解析】

(1)[1]表格中,當(dāng)50g時(shí),彈簧長(zhǎng)度為8.62cm,當(dāng)100g時(shí),彈簧長(zhǎng)度為7.63cm,當(dāng)150g時(shí),彈簧長(zhǎng)度為6.66cm,根據(jù)胡克定律,F=kx,設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k,原長(zhǎng)為x0,則列式:

0.05×9.8=kx0-0.0862

0.1×9.8=kx0-0.0763

聯(lián)立兩式解得:

k=50N/m

(2)[2]通過(guò)光電門(mén)來(lái)測(cè)量瞬時(shí)速度,從而獲得釋放壓縮的彈簧的滑塊速度,為使彈性勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,則導(dǎo)軌必須水平,因此通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的速度大小須相等;

(3)[3]用滑塊壓縮彈簧,記錄彈簧的壓縮量x;當(dāng)釋放滑塊,記錄滑塊脫離彈簧后的速度v,釋放滑塊過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能;

(4)[4]根據(jù)vx的關(guān)系圖可知,圖線經(jīng)過(guò)原點(diǎn),且是斜傾直線,則vx成正比,

由動(dòng)能表達(dá)式,動(dòng)能與速度的大小平方成正比,而速度的大小與彈簧的壓縮量成正比,因此彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧的壓縮量的平方成正比.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.27. 5VB.44VC.110VD.220V

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【題目】電磁軌道炮利用電流和磁場(chǎng)的作用使炮彈獲得超高速度,其原理可用來(lái)研制新武器和航天運(yùn)載器.電磁軌道炮示意圖如圖所示.兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),導(dǎo)軌電阻不計(jì).炮彈可視為一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒MN,垂直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài),并與導(dǎo)軌良好接觸.電容器電容C,首先開(kāi)關(guān)接1,使電容器完全充電.然后將S接至2MN由靜止開(kāi)始向右加速運(yùn)動(dòng).當(dāng)MN上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電容器兩極板間的電壓相等時(shí),回路中電流為零,MN達(dá)到最大速度vm,之后離開(kāi)導(dǎo)軌.問(wèn):

1)這個(gè)過(guò)程中通過(guò)MN的電量q

2)直流電源的電動(dòng)勢(shì)E;

3)某同學(xué)想根據(jù)第一問(wèn)的結(jié)果,利用的公式MN加速過(guò)程的位移,請(qǐng)判斷這個(gè)方法是否可行,并說(shuō)明理由.

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【題目】如圖,在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中有M、N、P、F四點(diǎn),M、NP為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),FMN的中點(diǎn),∠M=30°,MN、PF四點(diǎn)處的電勢(shì)分別用M、N、P、F表示。已知M=N ,P=F,點(diǎn)電荷QM、NP三點(diǎn)所在平面內(nèi),則( )

A.點(diǎn)電荷Q一定不在MP的連線上

B.連接PF的線段不在同一等勢(shì)面上

C.將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn),電場(chǎng)力做正功

D.P大于M

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【題目】如圖所示,氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無(wú)初速度地飄入電場(chǎng)線水平向右的加速電場(chǎng),之后進(jìn)入電場(chǎng)線豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn),最后打在屏上,整個(gè)裝置處于真空中,不計(jì)粒子重力及其相互作用,那么

A. 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)三種粒子做功一樣多

B. 三種粒子打到屏上時(shí)速度一樣大

C. 三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同

D. 三種粒子一定打到屏上的同一位置,

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【題目】在坐標(biāo)-x0x0之間有一靜電場(chǎng),x軸上各點(diǎn)的電勢(shì)φ隨坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖所示,一電荷量為e的質(zhì)子從-x0處以一定初動(dòng)能僅在電場(chǎng)力作用下沿x軸正向穿過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域.則該質(zhì)子(  )

A.在-x00區(qū)間一直做加速運(yùn)動(dòng)

B.0x0區(qū)間受到的電場(chǎng)力一直減小

C.在-x00區(qū)間電勢(shì)能一直減小

D.在-x00區(qū)間電勢(shì)能一直增加

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A.兔子比烏龜早出發(fā)

B.烏龜一直在做勻加速運(yùn)動(dòng)

C.0t3時(shí)間內(nèi)烏龜運(yùn)動(dòng)的位移大

D.烏龜和兔子分別在t1t2時(shí)刻相遇

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【題目】某同學(xué)用如圖甲所示的裝置測(cè)定重力加速度時(shí),所打的紙帶如圖乙所示.

1)電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓為_____________.

2)實(shí)驗(yàn)時(shí)和重物相連接的是紙帶的__________(填“A端或“B”)端.

3)紙帶上19各點(diǎn)為計(jì)時(shí)點(diǎn),由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>__________m/s2.

4)經(jīng)查詢(xún),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葘?shí)際為9.8m/s2,請(qǐng)寫(xiě)出測(cè)量值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎涤胁町惖囊粋(gè)原因:___________________.

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【題目】如圖所示,玻璃中有一足夠長(zhǎng)的長(zhǎng)方體空氣泡.玻璃中有兩束平行的光:甲光(紅光)和乙光(紫光),兩者相距為d,斜射到空氣泡上表面,則(  )

A.若甲光能從矩形空氣泡的下表面射出,則乙光一定也能從下表面射出

B.若兩種光經(jīng)上表面折射后均能從下表面出射,則出射光線間距離一定小于d

C.若兩種光經(jīng)上表面折射后均能從下表面出射,則出射光線間距離一定大于d

D.甲、乙兩種光,均是原子核外電子受激發(fā)而產(chǎn)生的

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