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某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。 (1)如图...

某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。

1)如图(a),将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测得相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得劲度系数k=___N/m。(g9.8m/s2

2)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图(b)所示;调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小___

3)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为___

4)重复(3)中的操作,得到vx的关系如图(c)。由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的压缩量的平方成___关系。

 

50 相等 滑块的动能 正比 【解析】 (1)[1]表格中,当50g时,弹簧长度为8.62cm,当100g时,弹簧长度为7.63cm,当150g时,弹簧长度为6.66cm,根据胡克定律,F=k△x,设弹簧的劲度系数为k,原长为x0,则列式: 0.05×9.8=k(x0-0.0862) 0.1×9.8=k(x0-0.0763) 联立两式解得: k=50N/m (2)[2]通过光电门来测量瞬时速度,从而获得释放压缩的弹簧的滑块速度,为使弹性势能完全转化为动能,则导轨必须水平,因此通过两个光电门的速度大小须相等; (3)[3]用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;当释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为滑块的动能; (4)[4]根据v与x的关系图可知,图线经过原点,且是斜倾直线,则v与x成正比, 由动能表达式,动能与速度的大小平方成正比,而速度的大小与弹簧的压缩量成正比,因此弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量的平方成正比.  
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考点分析:
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如图所示,质量为m的带电滑块沿绝缘斜面匀加速下滑,当滑至竖直向下的匀强电场区域时(滑块受到的电场力小于重力),滑块的运动状态可能 (  )

A.仍为匀加速下滑,加速度比原来的小

B.仍为匀加速下滑,加速度比原来的大

C.变成匀减速下滑,加速度和原来一样大

D.仍为匀加速下滑,加速度和原来一样大

 

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如图,一理想变压器原,副线圈的匝数分别为n1n2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端.假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大,用交流电压表测得ab端和cd端的电压分别为UabUcd,则(  )

A. UabUcdn1n2

B. 增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小

C. 负载电阻的阻值越小,cd间的电压Ucd越大

D. 将二极管短路,电流表的读数加倍

 

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如图所示,发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步轨道3.轨道12相切于Q点,轨道23相切于P点(如图所示)则当卫星分别在123轨道正常运行时,以下说法正确的是(     )

A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

B.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度

C.卫星在轨道1上的经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度

D.卫星在轨道2上的经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度

 

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在竖直平面内有水平向右、场强为E的匀强电场,在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线,一端固定在O点,另一端系一质量为m的带电小球,它静止时位于A点,此时细线与竖直方向成37°角,如图所示.现对在A点的该小球施加一沿与细线垂直方向的瞬时冲量,小球能绕O点在竖直平面内做完整的圆周运动.下列对小球运动的分析,正确的是(不考虑空气阻力,细线不会缠绕在O点上)

A.小球运动到C点时动能最小

B.小球运动到C点时绳子拉力最小

C.小球运动到Q点时动能最大

D.小球运动到B点时机械能最大

 

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把质量为m的小球(可看做质点)放在竖直的轻质弹簧上,并把小球下按到A的位置(图甲),如图所示.迅速松手后,弹簧把小球弹起,球升至最高位置C点(图丙),途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙).已知AB的高度差为h1BC的高度差为h2,重力加速度为g,不计空气阻力.则(

 

A.小球从A上升到B位置的过程中,动能增大

B.小球从A上升到C位置的过程中,机械能一直增大

C.小球在图甲中时,弹簧的弹性势能为

D.一定有

 

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