某同學(xué)在資料上查得彈簧振子的周期公式為,彈簧的彈性勢能公式(式中k為彈簧的勁度系數(shù),m為振子的質(zhì)量,x為彈簧的形變量).為了驗證彈簧的彈性勢能公式,他設(shè)計了如圖甲所示的實驗:輕彈簧的一端固定在非常平滑的木板一端,另一端連接一個質(zhì)量為m的滑塊,滑塊上豎直固定一個擋光條,每當(dāng)擋光條擋住從光源A發(fā)出的細(xì)光束時,傳感器B因接收不到光線就產(chǎn)生一個電信號,輸入電腦后經(jīng)自動處理就能形成一個脈沖電壓波形.開始時,滑塊靜止在平衡位置恰好能擋住細(xì)光束.給滑塊一個瞬時沖量后,振子就振動起來.
(1)系統(tǒng)振動過程中,在電腦上所形成的脈沖電壓波如圖乙所示(T0已知),可知該系統(tǒng)的振動周期T=________.
(2)已知振子的質(zhì)量為m,測得擋光條寬度為d,擋光時間為△t,且△t遠小于T0,測小球運動的最大動能Ek=________.
(3)如果再測出滑塊振動的振幅為A,利用資料上提供的兩個公式及測出的物理量表示出系統(tǒng)振動過程中彈簧的最大彈性勢能Ep=________.
(4)通過本實驗,如果滿足________,也就驗證了彈簧的彈性勢能公式的正確性.
科目:高中物理 來源: 題型:
為了“探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系”,查資料得知:“彈簧的彈性勢能Ep=kx2,其中k是彈簧的勁度系數(shù),x是彈簧的形變量”。某同學(xué)用壓縮的彈簧推靜止的小球(已知質(zhì)量為m)運動來探究這一問題。為了研究方便,把小鐵球O放在水平桌面上做實驗,讓小鐵球O在彈力作用下運動,即只有彈簧推力做功。
該同學(xué)設(shè)計實驗如下:
(1)如圖甲所示,將輕質(zhì)彈簧豎直掛起來,在彈簧的另一端掛上小鐵球O,靜止時測得彈簧的形變量為d。在此步驟中,目的是要確定________,用m、d、g表示為________。
(2)如圖乙所示,將這根彈簧水平放在光滑桌面上,一端固定在豎直墻面,另一端與小鐵球接觸,用力推小鐵球壓縮彈簧;小鐵球靜止時測得彈簧壓縮量為x,撤去外力后,小鐵球被彈簧推出去,從水平桌面邊沿拋出落到水平地面上。
(3)測得水平桌面離地高為h,小鐵球落地點離桌面邊沿的水平距離為L,則小鐵球被彈簧彈出的過程中初動能Ek1=________,末動能Ek2=________(用m、h、L、g表示);彈簧對小鐵球做的功W=________(用m、x、d、g表示)。
對比W和(Ek2-Ek1)就可以得出“外力做功與物體動能變化的關(guān)系”,即:“在實驗誤差范圍內(nèi),外力所做的功等于物體動能的變化”。
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