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一輕質彈簧直立在地面上,其勁度系數為k=400N/m,在彈簧的上端與空心物體A連接,物體B放嵌置于A內,B的上下表面恰與A接觸,如圖所示。A和B的質量均為1kg,先將A向上抬高使彈簧伸長5cm后從靜止釋放,A和B一起做上下方向的簡諧運動,已知彈簧的彈性勢能與彈簧形變大小有關,g取10m/s2,阻力不計。則物體A的振幅為      cm,物體B的最大速率為              N,在最高點A對B的作

1,3,5

 
用力大小為              N。

10,  1.4, 10

解:振子在平衡位置時,所受合力為零,設此時彈簧被壓縮△x。

 

開始釋放時振子處在最大位移處,故振幅A為:A=5cm+5cm=10cm

由于開始時彈簧的伸長量恰等于振子在平衡位置時彈簧的壓縮量,故彈性勢能相等,設振子的最大速率為v,從開始到平衡位置,根據機械能守恒定律:

  

即B的量大速率為1.4m/s

在最高點,振子受到重力和彈力方向相同,根據牛頓第二定律:

A對B的作用力方向向下,其大小N1為:

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2011?湖北模擬)一同學要研究輕質彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關系.實驗裝置如下圖甲所示,在離地面高為h的光滑水平桌面上,沿著與桌子右邊緣垂直的方向放置一輕質彈簧,其左端固定,右端與質量為m的小剛球接觸.將小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飛行落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡.
(1)若測得某次壓縮彈簧釋放后小球落點P痕跡到O點的距離為s,則釋放小球前彈簧的彈性勢能表達式為
Ep=
mgs2
4h
Ep=
mgs2
4h

(2)該同學改變彈簧的壓縮量進行多次測量得到下表一組數據:
彈簧壓縮量x/(cm) 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
小球飛行水平距離s/m 2.01 3.00 4.01 4.98 6.01 6.99
結合(1)問與表中數據,彈簧彈性勢能與彈簧壓縮量x之間的關系式應為
Ep=
104mgx2
h
Ep=
104mgx2
h
;
(3)完成實驗后,該同學對上述裝置進行了如下圖乙所示的改變:(I)在木板表面先后釘上白紙和復寫紙,并將木板豎直立于靠近桌子右邊緣處,使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,撞到木板并在白紙上留下痕跡O;(II)將木板向右平移適當的距離固定,再使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,撞到木板上得到痕跡P;(III)用刻度尺測量紙上O點到P點的豎直距離為y.若已知木板與桌子右邊緣的水平距離為L,則(II)步驟中彈簧的壓縮量應該為
x=
L
200
h
y
x=
L
200
h
y
;

(4)若該同學在完成圖乙實驗的過程中,彈簧與桌子右邊緣不垂直,用(3)問的方法計算得出的彈簧壓縮量比實際
偏小
偏小
(選填“偏大”、“偏小”或“沒有影響”).

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

為了研究輕質彈簧的彈性勢能與彈簧壓縮量的關系,某實驗小組的實驗裝置如圖甲所示,水平光滑槽距地面高為h,光滑槽與桌子右邊緣垂直,槽出口與桌邊緣相齊,槽中放置一輕質彈簧,其左端固定,右端與質量為m的小鋼球接觸.將小球向左推,壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,彈簧將小球沿水平方向推出,小球落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡.
①若測得某次實驗小球的落點P到O點的距離為s,那么由理論分析得到小球釋放前壓縮彈簧的彈性勢能Ep與h、s和mg之間的關系式是
EP=
mgs2
4h
EP=
mgs2
4h
;
②該同學改變彈簧的壓縮量進行多次實驗,測量得到下表的數據:
彈簧壓縮量x/(cm) 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
小球飛行水平距離s/m 2.01 3.00 4.01 4.98 6.01 6.99
在坐標紙上做出x-s的圖象.并由圖象得出:x與s的關系式是
x=0.005s
x=0.005s

實驗得到彈簧彈性勢能與彈簧壓縮量x之間的關系式為
Ep=
104mgx2
h
Ep=
104mgx2
h
;
③完成實驗后,該同學對上述裝置進行了如圖乙所示的改變:
(I)在木板表面先后釘上白紙和復寫紙,并將木板豎直立于靠近桌子右邊緣處,使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,小球撞到木板上,并在白紙上留下痕跡O;
(II)將木板向右平移適當的距離(設為L)固定,再使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,小球撞到木板上,在白紙上留下痕跡P;
(III)用刻度尺測量紙上O點到P點的豎直距離設為y.
由此步驟得到彈簧的壓縮量應該為
x=
L
200
h
y
x=
L
200
h
y
;
④若該同學在完成步驟③的過程中,光滑水平槽與桌子右邊緣不垂直,用③問的方法計算得出的彈簧壓縮量與實際值相比
偏小
偏小
(選填“偏大”、“偏小”或“相同”).

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

一同學要研究輕質彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關系。實驗裝置如下圖甲所示,在離地面高為h的光滑水平桌面上,沿著與桌子右邊緣垂直的方向放置一輕質彈簧,其左端固定,右端與質量為m的小剛球接觸。將小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飛行落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡。

(1)若測得某次壓縮彈簧釋放后小球落點P痕跡到O點的距離為s,則釋放小球前彈簧的彈性勢能表達式為          ;

(2)該同學改變彈簧的壓縮量進行多次測量得到下表一組數據:

彈簧壓縮量x/cm

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

小球飛行水平距離s/m

2.01

3.00

4.01

4.96

6.01

6.97

結合(1)問與表中數據,彈簧彈性勢能與彈簧壓縮量x之間的關系式應為         ;

(3)完成實驗后,該同學對上述裝置進行了如下圖乙所示的改變:(I)在木板表面先后釘上白紙和復寫紙,并將木板豎直立于靠近桌子右邊緣處,使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,撞到木板并在白紙上留下痕跡O;(II)將木板向右平移適當的距離固定,再使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,撞到木板上得到痕跡P;(III)用刻度尺測量紙上O點到P點的豎直距離為y。若已知木板與桌子右邊緣的水平距離為L,則(II)步驟中彈簧的壓縮量應該為        ;

(4)若該同學在完成圖乙實驗的過程中,彈簧與桌子右邊緣不垂直,用(3)問的方法計算得出的彈簧壓縮量比實際       (選填“偏大”、“偏小”或“沒有影響”)。

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(8分)一同學要研究輕質彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關系。實驗裝置如下圖甲所示,在離地面高為h的光滑水平桌面上,沿著與桌子右邊緣垂直的方向放置一輕質彈簧,其左端固定,右端與質量為m的小剛球接觸。將小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飛行落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡。

(1)若測得某次壓縮彈簧釋放后小球落點P痕跡到O點的距離為s,則釋放小球前彈簧的彈性勢能表達式為         

(2)該同學改變彈簧的壓縮量進行多次測量得到下表一組數據:

彈簧壓縮量x/cm

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

小球飛行水平距離s/m

2.01

3.00

4.01

4.96

6.01

6.97

結合(1)問與表中數據,彈簧彈性勢能與彈簧壓縮量x之間的關系式應為         

(3)完成實驗后,該同學對上述裝置進行了如下圖乙所示的改變:(I)在木板表面先后釘上白紙和復寫紙,并將木板豎直立于靠近桌子右邊緣處,使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,撞到木板并在白紙上留下痕跡O;(II)將木板向右平移適當的距離固定,再使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,撞到木板上得到痕跡P;(III)用刻度尺測量紙上O點到P點的豎直距離為y。若已知木板與桌子右邊緣的水平距離為L,則(II)步驟中彈簧的壓縮量應該為       ;

(4)若該同學在完成圖乙實驗的過程中,彈簧與桌子右邊緣不垂直,用(3)問的方法計算得出的彈簧壓縮量比實際      (選填“偏大”、“偏小”或“沒有影響”)。

 

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科目:高中物理 來源:2011-2012學年黑龍江省大慶鐵人中學高一下學期期中考試物理試卷(帶解析) 題型:實驗題

一同學要研究輕質彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關系。實驗裝置如下圖甲所示,在離地面高為h的光滑水平桌面上,沿著與桌子右邊緣垂直的方向放置一輕質彈簧,其左端固定,右端與質量為m的小剛球接觸。將小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飛行落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡。
(1)若測得某次壓縮彈簧釋放后小球落點P痕跡到O點的距離為s,則釋放小球前彈簧的彈性勢能表達式為         
(2)該同學改變彈簧的壓縮量進行多次測量得到下表一組數據:

彈簧壓縮量x/cm
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
小球飛行水平距離s/m
2.01
3.00
4.01
4.96
6.01
6.97
結合(1)問與表中數據,彈簧彈性勢能與彈簧壓縮量x之間的關系式應為        ;
(3)完成實驗后,該同學對上述裝置進行了如下圖乙所示的改變:(I)在木板表面先后釘上白紙和復寫紙,并將木板豎直立于靠近桌子右邊緣處,使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,撞到木板并在白紙上留下痕跡O;(II)將木板向右平移適當的距離固定,再使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,撞到木板上得到痕跡P;(III)用刻度尺測量紙上O點到P點的豎直距離為y。若已知木板與桌子右邊緣的水平距離為L,則(II)步驟中彈簧的壓縮量應該為       
(4)若該同學在完成圖乙實驗的過程中,彈簧與桌子右邊緣不垂直,用(3)問的方法計算得出的彈簧壓縮量比實際      (選填“偏大”、“偏小”或“沒有影響”)。

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