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某同學經查閱資料得知:彈簧彈性勢能的表達式為EP=數學公式kx2,其中k為彈簧的勁度系數,x為彈簧的形變量.為驗證這個結論,他找來一根勁度系數未知的輕質彈簧和已知質量為m的物塊,事先測出物塊與水平面間的動摩擦因數μ的值.查,又查出當地重力加速度g的值.
(1)在測量實驗所用彈簧的勁度系k時,若只能選用一個測量儀器,則可以選擇______.
(2)在測出彈簧的勁度系數k和物塊與水平面間的動摩擦因數μ的值之后,按照圖所示的方式進行儀器組裝:彈簧左端固定在墻上,物塊緊靠彈簧右端放置在水平面上,且與彈簧不拴接.在彈簧處于原長的情況下,標記物塊左側邊緣(即彈簧右端)的位置O;然后用水平力推物塊,將彈簧壓縮,標記彈簧壓縮最短時物塊左側邊緣的位置A;然后突然撤去推力,彈簧將物塊推出,物塊滑行一段距離后停下,標記此時物塊左側邊緣的位置B.測得OA之間的距離為x1,OB之間的距離為x2.在分析實驗數據時,若算出______與______的值近似相等,便可視為成功驗證了彈簧的彈性勢能表達式.(用測得的物理量和已知物理量的符號表示)

解:(1)要驗證EP=kx2,一般是需要測量彈簧的原長和形變量,所以需要用到刻度尺;
(2)該實驗中,用到了物塊與水平面間的動摩擦因數μ的值,所以實驗的原理與μ有關,要考慮實驗的原理可能是使用能量的轉化與守恒,即彈簧的彈力做功,轉化為物體的機械能;摩擦力做功機械能有轉化為內能.減少的彈性勢能:,摩擦力做功:W=μmg(x1+x2),整個的過程中彈簧的做功與摩擦力做功的總和為0:若
成立,則說明彈簧的彈性勢能為.所以要計算出與μmg(x1+x2)的值近似相等.
故答案為:(1)刻度尺;(2);μmg(x1+x2
分析:要驗證EP=kx2,一般是需要測量彈簧的原長和形變量,所以需要用到刻度尺;該實驗中,用到了物塊與水平面間的動摩擦因數μ的值,所以實驗的原理與μ有關,比較簡單的思路是使用動能定律(能量的轉化與守恒),即:,若成立,則可視為成功驗證了彈簧的彈性勢能表達式.
點評:該題使用能量的轉化與守恒的思路來探究彈簧的彈性勢能與形變量之間的關系驗證,思路新穎.該類的實驗首先要理清實驗的目的,難度中檔偏難.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

某同學經查閱資料得知:彈簧彈性勢能的表達式為EP=
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kx2,其中k為彈簧的勁度系數,x為彈簧的形變量.為驗證這個結論,他找來一根勁度系數未知的輕質彈簧和已知質量為m的物塊,事先測出物塊與水平面間的動摩擦因數μ的值.查,又查出當地重力加速度g的值.
(1)在測量實驗所用彈簧的勁度系k時,若只能選用一個測量儀器,則可以選擇
刻度尺
刻度尺

(2)在測出彈簧的勁度系數k和物塊與水平面間的動摩擦因數μ的值之后,按照圖所示的方式進行儀器組裝:彈簧左端固定在墻上,物塊緊靠彈簧右端放置在水平面上,且與彈簧不拴接.在彈簧處于原長的情況下,標記物塊左側邊緣(即彈簧右端)的位置O;然后用水平力推物塊,將彈簧壓縮,標記彈簧壓縮最短時物塊左側邊緣的位置A;然后突然撤去推力,彈簧將物塊推出,物塊滑行一段距離后停下,標記此時物塊左側邊緣的位置B.測得OA之間的距離為x1,OB之間的距離為x2.在分析實驗數據時,若算出
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μmg(x1+x2
μmg(x1+x2
的值近似相等,便可視為成功驗證了彈簧的彈性勢能表達式.(用測得的物理量和已知物理量的符號表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

為了只用一根彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面間的摩擦因數μ(設μ為定值),某同學經查閱資料得知:一勁度系數為k的輕彈簧由壓縮量為x到恢復到原長過程中,彈力所做的功為
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kx2.于是他設計了下述實驗:(1)將彈簧的一端固定在豎直的墻上,使滑塊緊靠彈簧將其壓縮如圖(a),松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止.停止時滑塊已和彈簧分離如圖(b).精英家教網
(2)將滑塊掛在豎直放置的彈簧下,彈簧伸長后保持靜止狀態如圖(c).回答下列問題:
①你認為,該同學應該用刻度尺直接測量的物理量是(寫出名稱并用符號表示)
 

②用測得的物理量表示滑塊與水平面間動摩擦因數μ的計算式為μ=
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

為了只用一根彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面間的摩擦因數μ(設μ為定值),某同學經查閱資料得知:一勁度系數為k的輕彈簧由壓縮量為x到恢復到原長過程中,彈力所做的功為
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kx2.于是他設計了下述實驗:(1)將彈簧的一端固定在豎直的墻上,使滑塊緊靠彈簧將其壓縮如圖(a),松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止.停止時滑塊已和彈簧分離如圖(b).
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(2)將滑塊掛在豎直放置的彈簧下,彈簧伸長后保持靜止狀態如圖(c).回答下列問題:
①你認為,該同學應該用刻度尺直接測量的物理量是(寫出名稱并用符號表示) .
②用測得的物理量表示滑塊與水平面間動摩擦因數μ的計算式為μ= .

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(8分)為了只用一根彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面間的摩擦因數μ(設μ為定值),某同學經查閱資料得知:一勁度系數為k的輕彈簧由壓縮量為x到恢復到原長過程中,彈力所做的功為kx2。于是他設計了下述實驗:

(1)將彈簧的一端固定在豎直的墻上,使滑塊緊靠彈簧將其壓縮如圖(a),松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止。停止時滑塊已和彈簧分離如圖(b)。

(2)將滑塊掛在豎直放置的彈簧下,彈簧伸長后保持靜止狀態如圖(c)。回答下列問題:

①你認為,該同學應該用刻度尺直接測量的物理量是(寫出名稱并用符號表示)

                                                             

②用測得的物理量表示滑塊與水平面間動摩擦因數μ的計算式為μ=         

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科目:高中物理 來源:2009-2010學年湖北省武漢市六校高三(上)第一次聯考物理試卷(解析版) 題型:填空題

某同學經查閱資料得知:彈簧彈性勢能的表達式為EP=kx2,其中k為彈簧的勁度系數,x為彈簧的形變量.為驗證這個結論,他找來一根勁度系數未知的輕質彈簧和已知質量為m的物塊,事先測出物塊與水平面間的動摩擦因數μ的值.查,又查出當地重力加速度g的值.
(1)在測量實驗所用彈簧的勁度系k時,若只能選用一個測量儀器,則可以選擇   
(2)在測出彈簧的勁度系數k和物塊與水平面間的動摩擦因數μ的值之后,按照圖所示的方式進行儀器組裝:彈簧左端固定在墻上,物塊緊靠彈簧右端放置在水平面上,且與彈簧不拴接.在彈簧處于原長的情況下,標記物塊左側邊緣(即彈簧右端)的位置O;然后用水平力推物塊,將彈簧壓縮,標記彈簧壓縮最短時物塊左側邊緣的位置A;然后突然撤去推力,彈簧將物塊推出,物塊滑行一段距離后停下,標記此時物塊左側邊緣的位置B.測得OA之間的距離為x1,OB之間的距離為x2.在分析實驗數據時,若算出        的值近似相等,便可視為成功驗證了彈簧的彈性勢能表達式.(用測得的物理量和已知物理量的符號表示)

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