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  • 1. 气垫导轨是一种常用的实验仪器,它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出,在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫,使滑块悬浮在导轨上.由于气垫的摩擦力极小,滑块在导轨上的运动可很好地近似为没有摩擦的运动.我们可以用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置,以及带有I形挡光条的滑块C、D来测出被压缩弹簧的弹性势能的大小.已知I形挡光条的持续挡光宽度为L,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:

    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

    实验中还应测量的物理量是
    利用上述实验数据写出计算被压缩弹簧的弹性势能Ep的表达式
    难度: 中等 题型:常考题 来源:弹性势能++++++++++++(全部) 32
  • 2. 某同学为了研究轻质弹簧的弹性势能EP与弹簧长度改变量x的关系,设计了如图甲所示的实验装置,在离水平地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小球接触(不连续),若将小球向左压缩弹簧一段距离后静止释放,小球将沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行一段时间后落到位于水平地面上的记录纸上并留下痕迹,重力加速度为g.

    若测得某次压缩弹簧(改变量x未知)由静止释放后小球落点的痕迹P到O点的水平距离为s,则释放小球前弹簧弹性势能的表达式为EP=
    该同学改变弹簧的压缩量x进行多次实验,并测量得到下表所示的一系列数据:

    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=

    完成实验后,该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变;

    (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=

    难度: 中等 题型:常考题 来源:探究弹力和弹簧伸长的关系++++++++3 32
  • 3.

    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)

    1.00

    1.50

    2.00

    2.50

    3.00

    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.

    回答下列问题:(不要求写出计算或推导过程)

    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 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?

    难度: 中等 题型:真题 来源:2012年海南省高考物理试卷
  • 4. 一轻质弹簧,两端连接两滑块A和B,已知mA=0.99kg,mB=3kg,放在光滑水平桌面上,开始时弹簧处于原长.现滑块A被水平飞来的质量为mc=10g,速度为400m/s的子弹击中,且没有穿出,如图所示,试求:

    子弹击中A的瞬间A和B的速度;
    以后运动过程中弹簧的最大弹性势能;
    B可获得的最大动能.
    难度: 困难 题型:常考题 来源:河北省衡水市冀州中学2016-2017学年高二下学期物理期中考试试卷(A卷)
  • 5. 如图所示,一个小球从高处自由下落到达A点与一个轻质弹簧相撞,弹簧被压缩.在球与弹簧接触,到弹簧被压缩到最短的过程中,关于球的动能、重力势能、弹簧的弹性势能的说法中正确的是(   )

    A: 球的动能先增大后减小
    B: 球的动能一直在减小
    C: 球的重力势能逐渐减小,弹簧的弹性势能逐渐减小
    D: 球的重力势能和弹簧的弹性势能之和逐渐增加
    难度: 中等 题型:常考题 来源:山西省晋城市陵川一中2016-2017学年高二下学期物理期中考试试卷
  • 6.

    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.

    求第一粒珠子打入接收器之后,弹簧被压缩至最短的过程中(在弹簧的弹性限度内),当弹簧的弹性势能达到其能达到最大值的一半时接收器的速度大小;

    试分析当第n粒珠子射入接收器中刚与接收器相对静止时,接收器速度的大小;

    已知与接收器相连接弹簧的劲度系数k=400N/m,发射器左端与MN线的水平距离s=0.25m,求发射器至少应发射几粒珠子后停止发射,方能使接收器沿直线往复运动而不会碰到发射器.(注:轻质弹簧的弹性势能可按 进行计算,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量.)

    难度: 中等 题型:常考题 来源:2017年北京市海淀区普通中学高考物理模拟试卷(1月份)
  • 7.

    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.

    求水平恒力F的大小及弹簧的最大弹性势能Ep

    撤去小车A的固定限制,以同样的力F推B向左移动x0时撤去推力,发现A与Q发生第一次碰撞前A、B已经达到共同速度,求最初A右端与Q间的最小距离s0

    在(2)的情况下,求B在O点右侧运动的总路程s及运动过程中B离开O点的最远距离x(车与墙壁碰撞后立即以原速率弹回).

    难度: 中等 题型:模拟题 来源:2016年江苏省淮安市高考物理四模试卷
  • 8. 如图所示,物体放在轻弹簧上,沿竖直方向在A、B间做简谐运动.在物体沿DC方向由D点运动到C点(D、C两点未在图上标出)的过程中,弹簧的弹性势能减少了3.0J,物体的重力势能增加了1.0J.则在这段过程中(   )

    A: 物体经过D电视的运动方向是指向平衡位置的
    B: 物体的动能增加了4.0J
    C: D点的位置一定在平衡位置上
    D: 物体的运动方向可能是向下的
    难度: 中等 题型:常考题 来源:2016-2017学年四川省南充高中高三上学期期末物理试卷
  • 9. 如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连.弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出).物块的质量为m,AB=a,物块与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的力将物块从O点拉至A点,拉力做的功为W.撤去拉力后物块由静止向左运动,经O点到达B点时速度为零.重力加速度为g. 则上述过程中(   )

    A:
    B:
    C: 经O点时,物块的动能小于W﹣μmga
    D: 物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能
    难度: 中等 题型:常考题 来源:2016-2017学年福建省闽粤大联考高三上学期期末物理试卷
  • 10. 如图所示,一轻弹簧的两端与质量分别为m1=1kg和m2=2kg的两物块A,B相连接,并静止在光滑的水平面上.现使A瞬时间获得水平向右3m/s的速度,在此后的过程中,则下列说法正确的是(   )

    A: 两物块所能达到的共同速度为1 m/s,此时弹簧一定处于压缩状态
    B: A的运动方向可能向左
    C: 弹簧的最大弹性势能为4J
    D: 当A速度为零时,B的速度最大
    难度: 中等 题型:常考题 来源:2015-2016学年重庆市万州二中高二下学期期中物理试卷