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①把弹簧从A伸到B的过程分成很多小段,它们的长度是DL1、DL2、DL3…,在各个小段上,拉力可看成不变,它们分别是F1、F2、F3…;
②那么,拉力在整个过程中做的功可以用各小段做功之和来表示,即W= F1DL1+ F2DL2+ F3DL3+…;
③以弹力F为纵轴,形变量x为横轴,作F-x图像,发现W= F1DL1+ F2DL2+ F3DL3+…的结果恰好等于图线与(“横”或“纵”)轴所围的面积.
①把纸带向左拉直
②松手释放物块
③接通打点计时器电源
④向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量
上述步骤正确的操作顺序是(填入代表步骤的序号)。
⑴实验步骤如下:
a.将木板左端抬高,平衡物块受到的摩擦力;
b.向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧的压缩量;
c.先接通打点计时器电源,再松手释放物块。
⑵实验时,A同学让弹簧的压缩量为△x,打点结果如图乙所示;B同学让弹簧的压缩量为2△x,打点结果如图丙所示,已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,物块质量为200g。
⑶结合纸带所给的数据可知:A同学实验时物块脱离弹簧时的速度大小为m/s,对应弹簧压缩时的弹性势能为J;B同学实验时物块脱离弹簧时的速度大小为m/s,对应弹簧压缩时的弹性势能为J。(结果均保留两位有效数字)。
⑷对比A、B两位同学的实验结果可知:弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系为。
①两位同学首先都进行了如图甲所示的实验:将一根轻质弹簧竖直挂起,在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球,稳定后测得弹簧的伸长量为d。
②A同学完成步骤①后,接着进行了如图乙所示的实验:将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上,并把小铁球放在弹簧上,然后再竖直套上一根带有插销孔的长透明塑料管,利用插销压缩弹簧。拔掉插销时,弹簧对小球做功,使小球弹起,测得弹簧的压缩量x和小铁球上升的最大高度H。
③B同学完成步骤①后,接着进行了如图丙所示的实验:将弹簧放在水平桌面上,一端固定在竖直的墙上,另一端被小铁球压缩,测得压缩量为x,释放弹簧后,小铁球从高为h的桌面上水平抛出,抛出的水平距离为L。
A同学测出的物理量x与d、H的关系式是x=;
B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式是x=。
弹簧的压缩量x (cm)
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
小钢球飞行的水平距离s (cm)
1.01
2.01
2.49
3.01
根据上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为
在Ep–x2图像中,设图像的斜率为β,由图像可得Ep随x2变化的表达式为。根据功与能的关系,弹性势能的表达式中可能包含x2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是。通过寻找这个物理量与β间的数值关系,可得到弹簧的弹性势能的表达式为Ep=。
a . 游客相对蹦极平台的位移为x , 弹性绳对游客的弹力为F , 取竖直向下为正方向,请在图中画出F随x变化的示意图,并借助F-x图像推导当游客位移为x(x>l0)时,弹性绳弹性势能EP的表达式;
b . 已知l0=10m,k=100N/m,蹦极平台与地面间的距离D=55m。取重力加速度g=10m/s2。计算总质量M=160kg的游客使用该蹦极设施时距离地面的最小距离。
a.弹簧、橡皮筋等弹性物质,大多有“弹性限度”,在“弹性限度”范围遵守胡克定律,请结合图乙从微观尺度上谈谈你对“弹性限度”范围的理解。说明在“弹性限度”范围内,微观层面上分子b的运动形式;
b.推导两分子间距为x(x>r0)时,两分子间分子势能EP的表达式;当两分子间距离为r0时,b分子的动能为Ek0。求两分子在r0附近小范围振动时的振动范围。当温度小范围升高时,热运动加剧,A同学认为分子振动范围变大,B同学认为分子振动频率变大,哪位同学的观点正确?
上述步骤正确的操作顺序是(填入代表步骤的序号).
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