(选做)如图所示,质量为m的物体,从高为h的山坡上 A点由静止开始向下滑到水平雪地上的B点停下来,若将其从B点沿原路拉回A处,至少需做多少功?
本实验的目的是( )
A.探究力与物体运动速度的关系
B.探究力与物体运动加速度的关系
C.探究力对物体做的功与物体加速度变化的关系
D.探究力对物体做的功与物体速度变化的关系
通过理论分析可得出弹簧的弹性势能公式Ep=kl2(式中k为弹簧的劲度系数,l为弹簧长度的变化量).为验证这一结论,A、B两位同学设计了以下的实验:
①两位同学首先都进行了如图7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:将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上,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,弹簧对小球做功,使小球弹起,测得弹簧的压缩量l和小铁球上升的最大高度H.③B同学完成步骤①后,接着进行了如图丙所示的实验:将这根弹簧放在水平桌面上,一端固定在竖直墙上,另一端被小铁球压缩,测得压缩量为l,释放弹簧后,小铁球从高为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的实验目的是为了确定什么物理量?请用m、d、g表示所求的物理量____________________.
(2)如果Ep=kl2成立,
A同学测出的物理量l与d、H的关系式是:l=____________.
B同学测出的物理量l与d、h、L的关系式是:l=__________.
(3)试分别分析两位同学实验误差的主要来源
________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
在一次演示实验中,一个被压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小物体,测得弹簧被压缩的长度l和小物体在粗糙水平面上滑动的距离x如下表所示.由此表可以归纳出小物体滑动的距离x跟弹簧被压缩的距离l之间的关系,并猜测弹簧的弹性势能Ep跟弹簧被压缩的距离l之间的关系分别是(选项中k1、k2是常量)( )
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
l/cm |
0.50 |
1.00 |
2.00 |
4.00 |
x/cm |
4.98 |
20.02 |
80.10 |
319.5 |
A.x=k1l,Ep=k2l B.x=k1l,Ep=k2l2
C.x=k1l2,Ep=k2l D.x=k1l2,Ep=k2l2
如图6所示,质量相等的两木块中间连有一弹簧,今用力F缓慢向上提A,直到B恰好离开地面.开始时物体A静止在弹簧上面.设开始时弹簧的弹性势能为Ep1,B刚要离开地面时,弹簧的弹性势能为Ep2,则关于Ep1、Ep2大小关系及弹性势能变化ΔEp说法中正确的是( )
A.Ep1=Ep2 B.Ep1>Ep2
C.ΔEp>0 D.ΔEp<0
某缓冲装置可抽象成如图5所示的简单模型.图中k1、k2为原长相等,劲度系数不同的轻质弹簧.下列表述正确的是( )
A.缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B.垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小相等
C.垫片向右移动时,两弹簧的长度保持相等
D.垫片向右移动时,两弹簧的弹性势能发生改变