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為了測定一根輕彈簧壓縮到最短時具有的彈性勢能的大小,可以將彈簧固定在一帶有凹槽軌道的一端,并將軌道固定在水平桌面邊緣上,如圖所示,用鋼球將彈簧壓縮至最短,而后突然釋放,鋼球將沿軌道飛出桌面,實驗時
(1)需要測定的物理量是
鋼球的質量m,桌面高度h,鋼球落地點與桌面邊緣的水平距離s.
鋼球的質量m,桌面高度h,鋼球落地點與桌面邊緣的水平距離s.

(2)計算彈簧最短時彈性勢能的關系式是Ep=
ms2g
4h
ms2g
4h
分析:(1)彈簧壓縮最短,儲存的彈性勢能最大,釋放小球后,小球在彈簧的彈力作用下加速,彈簧與小球系統機械能守恒,通過測量小球的動能來求解彈簧的最大彈性勢能,小球離開桌面后,做平拋運動,根據平拋運動的知識可以求平拋的初速度,根據以上原理確定待測量即可;
(2)根據平拋運動的知識先求平拋的初速度,求出初動能就得到彈簧壓縮最短時儲存的彈性勢能大小.
解答:解:(1)釋放彈簧后,彈簧儲存的彈性勢能轉化為小球的動能
Ep=
1
2
mv2   ①,
故需測量小球的質量和最大速度;
小球接下來做平拋運動,要測量初速度,還需要測量測量平拋的水平位移和高度;
故答案為:小球質量m,小球平拋運動的水平位移s和高度h.
(2)對于平拋運動,有:s=vt   ②,h=
1
2
gt2   ③,
由①②③式可解得:Ep=
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4h

故答案為:(1)鋼球的質量 m,桌面高度h,鋼球落地點與桌面邊緣的水平距離s.
(2)
ms2g
4h
點評:本題關鍵是通過平拋運動測量初速度,從而測量出彈簧釋放的彈性勢能,也就是彈簧儲存的彈性勢能.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面間的動摩擦因μ (設μ為定值),設計了下述實驗:第一步:如圖所示,將彈簧的一端固定在豎直墻上,使滑塊緊靠彈簧將其壓縮,松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止;測得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離s的有關數據如下:
試驗次數 1 2 3 4
d/cm 0.50 1.00 2.00 4.00
s/cm 5.02 19.99 80.05 320.10
根據以上數據可得出滑塊滑行距離s與彈簧壓縮量d間的關系應是
 

第二步:為了測出彈簧的勁度系數,將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端,彈簧伸長后保持靜止狀態.測得彈簧伸長量為△L,滑塊質量為m,則彈簧的勁度系數k=
 
.用測得的物理量d、s、△L表示滑塊與桌面間的動摩擦因數μ=
 
(彈簧彈性勢能EP=
1
2
kx2,k為勁度系數,x為形變量)

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科目:高中物理 來源: 題型:

為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面的動摩擦因數μ(設μ為定值),設計了下述實驗:

第一步:如圖所示,將彈簧的一端固定在豎直墻上,使滑塊緊靠彈簧將其壓縮,松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止;測得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關數據如下:

實驗次數

1

2

3

4

d/cm

0.50

1.00

2.00

4.00

S/cm

5.02

19.99

80.05

320.10

根據以上數據可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關系應是_________。

第二步:為了測出彈簧的勁度系數,將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端,彈簧伸長后保持靜止狀態。測得彈簧伸長量為△L,滑塊質量為m,則彈簧的勁度系數k=________。用測得的物理量d,s,△L表示的滑塊與桌面間的動摩擦因數μ=______(彈簧彈性勢能Ep=kx2,k為勁度系數,x為形變量)

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科目:高中物理 來源: 題型:

為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面的動摩擦因數μ(設μ為定值),設計了下述實驗:

       第一步:如圖所示,將彈簧的一端固定在豎直墻上,使滑塊緊靠彈簧將其壓縮,松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止;測得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關數據如下:

       根據以上數據可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關系應是_______。

       第二步:為了測出彈簧的勁度系數,將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端,彈簧伸長后保持靜止狀態。測得彈簧伸長量為△L,滑塊質量為m,則彈簧的勁度系數k =______。用測得的物理量d,s,△L表示的滑塊與桌面間的動摩擦因數μ=______(彈簧彈性勢能Ep =kx2,k為勁度系數,x為形變量)

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科目:高中物理 來源: 題型:

為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面的動摩擦因數μ(設μ為定值),設計了下述實驗:

        

第一步:如圖所示,將彈簧的一端固定在豎直墻上,使滑塊緊靠彈簧將其壓縮,松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止;測得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關數據如下:

根據以上數據可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關系應是_______。

第二步:為了測出彈簧的勁度系數,將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端,彈簧伸長后保持靜止狀態。測得彈簧伸長量為△L,滑塊質量為m,則彈簧的勁度系數k =______。用測得的物理量d,s,△L表示的滑塊與桌面間的動摩擦因數μ=______(彈簧彈性勢能Ep =kx2,k為勁度系數,x為形變量)

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為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面的動摩擦因數μ(設μ為定值),設計了下述實驗:

        

第一步:如圖所示,將彈簧的一端固定在豎直墻上,使滑塊緊靠彈簧將其壓縮,松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止;測得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關數據如下:

根據以上數據可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關系應是_______。

第二步:為了測出彈簧的勁度系數,將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端,彈簧伸長后保持靜止狀態。測得彈簧伸長量為△L,滑塊質量為m,則彈簧的勁度系數k =______。用測得的物理量d,s,△L表示的滑塊與桌面間的動摩擦因數μ=______(彈簧彈性勢能Ep =kx2,k為勁度系數,x為形變量)

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