題目列表(包括答案和解析)
(3分)如圖3甲所示,一個彈簧一端固定在傳感器上,傳感器與電腦相連. 當對彈簧施加變化的作用力(拉力或壓力),在電腦上得到了彈簧長度的形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力大小的關(guān)系圖象(如圖3乙). 則下列判斷正確的是( )
A.彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比
B.彈簧長度的增加量與對應的彈力增加量成正比
C.該彈簧的勁度系數(shù)是200N/m
D.該彈簧受到反向壓力時,勁度系數(shù)不變
某同學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,每當擋光條擋住從光源A發(fā)出的細光束時,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.
某同學在資料上發(fā)現(xiàn)彈簧振子的周期公式為,彈簧的彈性勢能公式為(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水平光滑木板一端,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,每當擋光條擋住從光源A發(fā)出的細光束時,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)電腦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光束.在木板的另一端有一個彈簧槍,發(fā)射出質(zhì)量為m,速度為v0的一個彈丸,彈丸擊中木塊后留在木塊中一起做簡諧振動.
(1)系統(tǒng)在振動過程中,所具有的最大動能Ek=________;
(2)系統(tǒng)振動過程中,在電腦上所形成的脈沖電壓波形如圖乙所示,由圖可知該系統(tǒng)的振動周期大小為:T=________;
(3)如果再測出滑塊振動的振幅為A,周期設(shè)為T,利用資料上提供的兩個公式,結(jié)合實驗中給出的已知條件求出系統(tǒng)振動過程中彈簧的最大彈性勢能為:Ep=________;
通過本實驗,根據(jù)機械能守恒,如發(fā)現(xiàn)Ek=Ep,即驗證了彈簧的彈性勢能公式的正確性.
實驗次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
砝碼/個數(shù) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
砝碼對木塊壓力/N | 0 | 2.00 | 4.00 | 6.00 | 8.00 |
測力計讀數(shù)/N | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 2.90 | 3.50 |
實驗次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
砝碼/個數(shù) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
砝碼對木塊壓力/N | 0 | 2.00 | 4.00 | 6.00 | 8.00 |
測力計讀數(shù)/N | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 2.90 | 3.50 |
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