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a.调节气垫导轨底座螺母,观察导轨上的气泡仪,使导轨成水平状态;
b.在滑块C、D间放入一个轻质弹簧,用一条橡皮筋捆绑箍住三者成一水平整体,静置于导轨中部;
c.将光电门尽量靠近滑块C、D两端;
d.烧断捆绑的橡皮筋,使滑块C、D在弹簧作用下分离,分别通过光电门A、B;
e.由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时I形挡光条持续挡光的时间tC , 以及滑块D第一次通过光电门B时I形挡光条持续挡光的时间tD .
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(m)
20.1
30.0
40.01
49.98
60.01
69.99
结合(1)问中所得EP的表达式和上表中的数据,可以得出弹簧的弹性势能EP与弹簧压缩量x之间的关系,其表达式应为EP=;
(I)在一木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹M;
(Ⅱ)将木板向右平移适当距离后固定,将小球向左压缩弹簧一段距离x0后由静止释放撞到木板并在白纸上留下痕迹N;
(Ⅲ)用刻度尺测量得白纸上M点到N点的竖直距离为y,桌子右边缘与木板的水平距离为L,则步聚(II)中的弹簧的压缩量x0=.
一水平放置的轻弹簧,一端固定,另一端与一小滑块接触,但不粘连;初始时滑块静止于水平气垫导轨上的O点,如图(a)所示.现利用此装置探究弹簧的弹性势能Ep与其被压缩时长度的改变量x的关系.先推动小滑块压缩弹簧,用米尺测出x的数值;然后将小滑块从静止释放.用计时器测出小滑块从O点运动至气垫导轨上另一固定点A所用时间t.多次改变x值及其对应的t值如下表所示.(表中的1/t值是根据t值计算得出的)
x(cm)
t(s)
3.33
2.20
1.60
1.32
1.08
l/t(s﹣1)
0.300
0.455
0.625
0.758
0.926
根据表中数据,在图(b)中的方格纸上做 ﹣x图线.
①已知点(0,0)在 ﹣x图线上,从 ﹣x图线看, 与x是什么关系?
②从理论上分析,小滑块刚脱离弹簧时的动能Ek与 是什么关系(不考虑摩擦力)?
③当弹簧长度该变量为x时,弹性势能Ep与相应Ek是什么关系?
④综合考虑以上分析,Ep与x是什么关系?
图是一种碰撞装置的俯视图,其左边Q是一个接收器,它的下端装有光滑轨道(图中未画出),左端与固定在墙壁上的轻质弹簧相连;右边P是一固定的发射器,它可根据需要瞄准接收器的接收口,将质量m=0.10kg的珠子以v1=50m/s的速度沿水平方向射入接收器.已知接收器的质量M=0.40kg,弹簧处于自然长度时,接收器右边缘与直线MN对齐.若接收器右边缘停止在MN线上或向右运动到达MN线时,都有一粒珠子打入接收器,并在极短时间内与接收器具有相同的速度.
如图所示,在光滑水平面左右两侧各有一竖直弹性墙壁P、Q,平板小车A的左侧固定一挡板D,小车和挡板的总质量 M=2kg,小车上表面O点左侧光滑,右侧粗糙.一轻弹簧左端与挡板相连,原长时右端在O点.质量m=1kg的物块B在O点贴着弹簧右端放置,但不与弹簧连接,B与O点右侧平面间的动摩擦因数μ=0.5.现将小车贴着P固定,有水平B继续向左运动,恒力F推B向左移动x0=0.1m距离时撤去推力,最终停在O点右侧x1=0.9m 处,取重力加速度g=10m/s2 , 弹簧在弹性限度内.
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