某同学查资料得知:弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数和形变量有关,并且与形变量的平方成正比。为了验证弹簧弹性势能与其形变量的平方成正比这一结论,他设计了如下实验:
①如图所示,一根带有标准刻度且内壁光滑的直玻璃管固定在水平桌面上,管口与桌面边沿平齐。将一轻质弹簧插入玻璃管并固定左端。
②将直径略小于玻璃管内径的小钢球放入玻璃管,轻推小球,使弹簧压缩到某一位置后,记录弹簧的压缩量x
③突然撤去外力,小球沿水平方向弹出落在地面上,记录小球的落地位置
④保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小球的平均落点,测得小钢球的水平射程s
⑤多次改变弹簧的压缩量x,分别记作x1、x2、x3……,重复以上步骤,测得小钢球的多组水平射程s1、s2、s3……
请你回答下列问题
(1)在实验中,“保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小球的平均落点”的目的是为了减小____(填“系统误差”或“偶然误差”);
(2)若测得小钢球的质量m、下落高度h、水平射程s,则小球弹射出去时动能表达式为 ___(重力加速度为g)
(3)根据机械能守恒定律,该同学要做有关弹簧形变量x与小钢球水平射程s的图像,若想直观的检验出结论的正确性,应作的图像为___
A.s-x B.s-x2 C.s2-x D.s-
高三物理实验题中等难度题
某同学查资料得知:弹簧的弹性势能仅与弹簧的劲度系数和形变量有关,并且与形变量的平方成正比。为了检验此结论的正确性,他设计了如下实验:
(a)取一根轻质弹簧和一根内径略大的直玻璃管,将玻璃管固定在水平桌面上,将弹簧插入玻璃管并固定一端,如图所示.
(b)将小钢球放入玻璃管,轻推小钢球,使弹簧压缩到某一位置后,测出弹簧的压缩量.
(c)然后突然撤去外力,小钢球沿水平方向弹出落在地面上,记录小钢球的落地位置.
(d)保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小钢球的平均落点,测得小钢球的水平射程
(e)多次改变弹簧的压缩量的数值、、、…,重复以上步骤,测得小钢球的多组水平射程、、、…
请你回答下列问题:
(1)在实验中,“保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小钢球的平均落点”的目的是为了减小________(填“系统误差”或“偶然误差”).
(2)若要测量小钢球的水平射程,除图中画出的器材以外,还必须选取的实验器材是
________.(填写器材代号)
A.秒表 B.刻度尺 C.螺旋测微器
D.白纸 E.复写纸
(3)该同学根据实验的测量结果,作出弹簧形变量与小钢球水平射程的图象,测量出了桌面离地面的高度为,小球的质量为,根据能量守恒定律推导出了弹性势能与水平射程的关系式:________.根据弹簧形变量与小钢球水平射程的图象,推断出弹簧的弹性势能与成正比理由是________.
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某同学查资料得知:弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数和形变量有关,并且与形变量的平方成正比。为了验证弹簧弹性势能与其形变量的平方成正比这一结论,他设计了如下实验:
①如图所示,一根带有标准刻度且内壁光滑的直玻璃管固定在水平桌面上,管口与桌面边沿平齐。将一轻质弹簧插入玻璃管并固定左端。
②将直径略小于玻璃管内径的小钢球放入玻璃管,轻推小球,使弹簧压缩到某一位置后,记录弹簧的压缩量x
③突然撤去外力,小球沿水平方向弹出落在地面上,记录小球的落地位置
④保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小球的平均落点,测得小钢球的水平射程s
⑤多次改变弹簧的压缩量x,分别记作x1、x2、x3……,重复以上步骤,测得小钢球的多组水平射程s1、s2、s3……
请你回答下列问题
(1)在实验中,“保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小球的平均落点”的目的是为了减小____(填“系统误差”或“偶然误差”);
(2)若测得小钢球的质量m、下落高度h、水平射程s,则小球弹射出去时动能表达式为 ___(重力加速度为g)
(3)根据机械能守恒定律,该同学要做有关弹簧形变量x与小钢球水平射程s的图像,若想直观的检验出结论的正确性,应作的图像为___
A.s-x B.s-x2 C.s2-x D.s-
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某同学经查阅资料得知:弹簧弹性势能的表达式为EP=kx2,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量。为验证这个结论,他找来一根劲度系数未知的轻质弹簧和已知质量为m的物块,事先测出物块与水平面间的动摩擦因数μ的值,又查出当地重力加速度g的值。
(1)在测量实验所用弹簧的劲度系数k时,若只能选用一个测量仪器,则可以选择_______。
(2)在测出弹簧的劲度系数k和物块与水平面间的动摩擦因数μ的值之后,按照图10所示的方式进行仪器组装:弹簧左端固定在墙上,物块紧靠弹簧右端放置在水平面上,且与弹簧不拴接。
在弹簧处于原长的情况下,标记物块左侧边缘(即弹簧右端)的位置O;然后用水平力推物块,将弹簧压缩,标记弹簧压缩最短时物块左侧边缘的位置A;然后突然撤去推力,弹簧将物块推出,物块滑行一段距离后停下,标记此时物块左侧边缘的位置B。测得OA之间的距离为x1,OB之间的距离为x2。
在分析实验数据时,若算出_________与_______的值近似相等,便可视为成功验证了弹簧的弹性势能表达式。(用测得的物理量和已知物理量的符号表示)
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某同学在资料上发现弹簧振子的周期公式为,弹簧的弹性势能公式为成(式中k为弹簧的劲度系数,m为振子的质量,x为弹簧的形变量).为了验证弹簧的弹性势能公式,他设计了如图甲所示的实验:轻弹簧的一端固定在水平光滑木板一端,另一端连接一个质量为M的滑块,滑块上竖直固定一个挡光条,每当挡光条挡住从光源A发出的细光束时,传感器B因接收不到光线就产生一个电信号,输入电脑后经电脑自动处理就能形成一个脉冲电压波形;开始时滑块静止在平衡位置恰好能挡住细光束.在木板的另一端有一个弹簧枪,发射出质量为m,速度为v0的弹丸,弹丸击中木块后留在木块中一起做简谐振动.
⑴系统在振动过程中,所具有的最大动能Ek=________;
⑵系统振动过程中,在电脑上所形成的脉冲电压波形如图乙所示,由图可知该系统的振动周期大小为:T=________;
⑶如果再测出滑块振动的振幅为A,利用资料上提供的两个公式求出系统振动过程中弹簧的最大弹性势能为:Ep=________;
通过本实验,根据机械能守恒,如发现Ek=Ep,即验证了弹簧的弹性势能公式的正确性.
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