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16.某物理興趣小組根據機械能守恒定律,用彈簧彈射器探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關系,裝置如圖所示,彈射器水平放置,用質量為m的小球壓縮彈簧,用刻度尺測出彈簧的壓縮量x;由靜止釋放小球,彈簧將小球彈射出去,測得小球通過兩個豎直放置的光電門的時間間隔t,用刻度尺測得A、B光電門的水平間距L,摩擦阻力不計.
(1)小球離開彈簧時的速度大小v=Lt,彈簧彈性勢能Ep=mL22t2.(用已知測量量的字母符號表示)
(2)保持A、B光電門的間距L不變,用同一小球,改變彈簧的壓縮量,測出多組數(shù)據,計算并畫出如圖乙所示的1t-x的關系圖線,由圖乙可知,1t與x成正比(填“正”或“反”).
(3)由上述實驗,可以得出結論:對同一根彈簧,彈性勢能與彈簧形變量的二次方成正比成正比.

分析 (1)由圖可知,彈簧在小球進入光電門之前就恢復形變,故其彈射速度為通過光電門的水平速度,由此可得速度,再由能量守恒可得彈性勢能.
(2)根據圖線得出1t與x的關系.
(3)結合1t與x的關系,以及彈性勢能為1t的關系,得出彈性勢能與彈簧形變量的關系.

解答 解:(1)小球在兩光電門間做曲線運動,在水平方向上做勻速直線運動,則水平分速度v=Lt,該速度等于小球離開彈簧時的速度,則彈簧的彈性勢能為:Ep=12mv2=mL22t2
(2)由圖乙可知,1t與x成正比.
(3)根據Ep=mL22t2知,彈簧的彈性勢能與1t的平方成正比,而x與1t成正比,可知彈簧的彈性勢能與彈簧形變量的二次方成正比.
故答案為:(1)Lt,mL22t2;(2)正;(3)彈簧形變量的二次方成正比.

點評 本題重點是要弄清小球的射出速度就是在光電門間水平分速度的大小,以及知道彈性勢能的表達式,并能靈活運用.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖所示,物體A和B的重力分別為10N和3N,不計彈簧秤和細線的重力和一切摩擦,則彈簧秤所受的合力和彈簧秤的讀數(shù)為(  )
A.0N  13NB.7N  3NC.0N  3ND.7N  13N

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.如圖所示為某發(fā)電站向某用戶區(qū)供電的輸電原理圖,T1為匝數(shù)比為n1:n2的升壓變壓器,T2為匝數(shù)比為n3:n4的降壓變壓器.若發(fā)電站輸出的電壓有效值為U1輸電導線總電阻為R,在某一時間段用戶需求的電功率恒為Po,用戶的用電器正常工作電壓為U2,在滿足用戶正常用電的情況下,下列說法正確的是(  )
A.T1原線圈中的電流有效值為P0U1
B.T2副線圈中的電流有效值為P0U2
C.輸電線上損耗的功率為n42P02Rn32U22
D.輸電線上損耗的功率為n12P02Rn22U12

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5:1,原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示,副線圈所接電路如圖乙所示,P為滑動變阻器的觸頭,下列說法正確的是( �。�
A.副線圈輸出電壓的頻率為100Hz
B.副線圈輸出電壓的有效值為222V
C.P向右移動時,原、副線圈的電流比減小
D.P向左移動時,變壓器的輸出功率增加

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

11.如圖所示的是利用氣墊導軌“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置,滑塊在該導軌上運動時所受阻力可忽略.
實驗步驟如下:
①將氣墊導軌放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,將導軌調至水平;
②測出擋光條的寬度d和兩光電門中心之間的距離s;
③將滑塊移至光電門1左側某處,待放有砝碼的托盤靜止不動時,釋放滑塊,要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2;
④讀出滑塊分別通過光電門1和光電門2時的擋光時間△t1和△t2;
⑤用天平稱出滑塊和擋光條的總質量M,再稱出托盤和砝碼的總質量m.請完成以下填空:
(1)滑塊通過光電門1和光電門2時,速度分別為v1=\fraco08rwqzt1和v2=\fracghrbsqqt2,可確定系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能分別為Ek1=12M+mhgs2emf2t12和Ek2=12M+mmxvdmjn2t22
(2)在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中,系統(tǒng)勢能(即砝碼與托盤的重力勢能)的減少△Ep=mgs;(重力加速度為g)
(3)如果滿足關系式mgs=12M+mfq3ycwv2t22-12M+meadc4cq2t12,則可認為驗證了機械能守恒定律.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

1.如圖1所示為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖.現(xiàn)有的器材為:帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平.
(1)為完成此實驗,除了上述器材,還需要的器材有AD
A.毫米刻度尺
B.秒表
C.0~12V的直流電源
D.低壓交流電源
(2)實驗中,在打出的紙帶上選擇5個計數(shù)點A、B、C、D、E,相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s.并測出了各點間的距離如圖2所示.則紙帶上C點對應重錘的速度vC=1.92m/s,重錘的加速度為9.60m/s2.(保留3位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

8.將一個力傳感器連接到計算機上,我們就可以測量快速變化的力.圖中所示就是用這種方法測得的小滑塊在半球形碗內在豎直平面內來回滑動時,對碗的壓力大小隨時間變化的曲線.從這條曲線提供的信息,可以判斷滑塊約每隔1.0秒經過碗底一次,隨著時間的變化滑塊對碗底的壓力減小(填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”).

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5.如圖所示,為在同一繩上相向傳波的甲、乙兩列簡諧橫波某時刻的波形圖,其中a、b、c是甲波上的三個點.下列說法正確的是:(  )
A.這兩列波相遇時能發(fā)生干涉現(xiàn)象
B.甲波的速度v比乙波的速度v
C.質點a比質點b先回到平衡位置
D.若v=20m/s,再經t=0.5s,質點c運動的路程是 0.5m

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

6.如圖所示:電阻R1:R2:R3=1:2:3,求電流表示數(shù)比.

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