高二物理解答题中等难度题
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A、B两位同学看到了这样一个结论:“由理论分析可得,弹簧的弹性势能公式为(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)”。为验证这一结论,A、B两位同学设计了如下的实验:
①首先他们都进行了如图甲所示的实验:将一根轻质弹簧竖直挂起,在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球,稳定后测得弹簧伸长量为d;
②A同学完成步骤①后,接着进行了如图乙所示的实验:将这根弹簧竖直的固定在水平桌面上,并把小铁球放在弹簧上,然后竖直地套上一根带有插销孔的长透明塑料管,利用插销压缩弹簧;拔掉插销时,弹簧对小铁球做功,使小铁球弹起,测得弹簧的压缩量为x时,小铁球上升的最大高度为H.
③B同学完成步骤①后,接着进行了如图丙所示的实验.将这根弹簧放在一光滑水平桌面上,一端固定在竖直墙上,另一端被小球压缩,测得压缩量为x,释放弹簧后,小球从高为h的桌面上水平抛出,抛出的水平距离为L.
(1)A、B两位同学进行图甲所示实验的目的是为了确定弹簧的劲度系数,用m、d、g表示劲度系数k= .
(2)如果成立,那么A同学测出的物理量x与d、H的关系式是:x= ;B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式是:x= .
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一弹簧振子的质量为2kg,弹簧质量不计,在做简谐运动过程中,其加速度最大值为4m/s2,最大的弹性势能为0.16J,则求:
(1)最大的回复力是多大?
(2)振子的最大速度是多大?
(3)若弹簧的劲度系数是K=200N/m,则其振幅是多少?
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做简谐运动的弹簧振子,其质量为m,最大速率为v,则下列说法中正确的是( )
A.振动系统的最大弹性势能为
B.当振子的速率减为时,此振动系统的弹性势能为
C.从某时刻起,在半个周期内,弹力做的功一定为
D.从某时刻起,在半个周期内,弹力做的功一定为零
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水平方向做简谐运动的弹簧振子,其质量为m,最大速率为v,则下列说法中正确的是( )
A.振动系统的最大弹性势能为mv2
B.当振子的速率减为时,此振动系统的弹性势能为
C.从某时刻起,在半个周期内,弹力做的功可能不为零
D.从某时刻起,在半个周期内,弹力做的功一定为mv2
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水平方向做简谐运动的弹簧振子,其质量为m,最大速率为v,则下列说法中正确的是( )
A.振动系统的最大弹性势能为mv2
B.当振子的速率减为时,此振动系统的弹性势能为
C.从某时刻起,在半个周期内,弹力做的功可能不为零
D.从某时刻起,在半个周期内,弹力做的功一定为mv2
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关于水平弹簧振子做简谐运动时的能量,下列说法正确的是 ( ).
A.振动能量等于在平衡位置时振子的动能
B.振动能量等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和
C.振动能量保持不变
D.振动能量做周期性变化
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