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一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,进行了如下实验:在离地面...

一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,进行了如下实验:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一个小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示.让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小钢球在空中飞行后落在水平地面上,水平距离为s

(1)请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式:Ep =_________

(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:根据上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为_______

 

Ep与x2成正比 【解析】 试题(1)由平抛运动规律有,,得.由机械能守恒定律得 (2)与弹簧的压缩量x之间的关系为:与x2成正比.猜测的理由:由表中数据可看出,在误差范围内,x正比于s,又,所以正比于x2.
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考点分析:
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如图甲所示为做探究外力做功和动能变化的关系的实验装置图。

(1)本实验平衡摩擦力时,小车应________(拖着不拖”)纸带。

(2)某同学在实验中得到了如图乙所示的纸带,测得AB1.44 cmBC1.64 cmCD1.64 cmDE1.59 cm。已知相邻两点的打点时间间隔为0.02 s,小车的质量m=1kg,则橡皮筋对小车做的功为____________________J,结果保留3位有效数字。

 

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如图所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后做平抛运动,经过0.3s后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰.已知半圆形管道的半径为R=1m,小球可看做质点且其质量为m=1kgg10m/s2.则(  )

A. 小球经过B点时的速率为3m/s

B. 小球经过B点时的速率为3√2m/s

C. 小球经过B点时,受到管道的作用力FN=1N,方向向上

D. 若改变小球进入管道的初速度使其恰好到达B点,则在B点时小球对管道的作用力为10 N

 

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如图所示,质量相等、材料相同的两个小球AB间用一劲度系数为k的轻质弹簧相连组成系统,系统穿过一粗糙的水平滑杆,在作用在B上的水平外力F的作用下由静止开始运动,一段时间后一起做匀加速运动,当它们的总动能为Ek时撤去外力F,最后停止运动.不计空气阻力,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则在从撤去外力F到停止运动的过程中,下列说法正确的是(  )

A. 撤去外力F的瞬间,弹簧的伸长量为F/2k

B. 撤去外力F的瞬间,弹簧的伸长量为F/k

C. A克服外力所做的总功等于Ek/2

D. 系统克服摩擦力所做的功小于系统机械能的减少量

 

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为保卫我国神圣领土钓鱼岛,我国派遣了10余艘海监船赴钓鱼岛海域执行公务。其中一艘海监船在海中xOy平面内运动的轨迹如图所示,下列说法正确的是(   )

A. 若船在x方向始终匀速,则船在y方向始终匀速

B. 若船在x方向始终匀速,则船在y方向先减速后加速

C. 若船在y方向始终匀速,则船在x方向始终匀速

D. 若船在y方向始终匀速,则船在x方向先加速后减速

 

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如图所示,质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上,一质量为m的滑块放置在木板左端,滑块与木板间滑动摩擦力大小为f。现用一水平恒力F作用在滑块上,当滑块运动到木板右端时,木板在地面上移动的距离为s。下列说法正确的是( 

A. 其他条件不变的情况下,F增大,滑块与木板间产生的热量不变

B. 其他条件不变的情况下,M越大,s越大

C. 其他条件不变的情况下,F越大,滑块到达木板右端所用时间越长

D. 上述过程中,滑块克服摩擦力做功为f(L+s)

 

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