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某兴趣小组的同学看见一本物理书上说“在弹性限度内,劲度系数为k的弹簧,形变量为x时弹性势能为Ep=12kx2.”为了验证这个结论,该小组就尝试用“研究加速度与合外
题目详情
某兴趣小组的同学看见一本物理书上说“在弹性限度内,劲度系数为k的弹簧,形变量为x时弹性势能为Ep=
kx2.”为了验证这个结论,该小组就尝试用“研究加速度与合外力、质量关系”的实验装置(如图甲)设计了以下实验步骤:
A.将长木板放置在水平桌面上,并将其右端适当垫高,在它的左端固定一轻质弹簧,通过细绳与小车左端相连,小车的右端连接打点计时器的纸带;
B.将弹簧拉伸x后用插销锁定,测出其伸长量x;
C.合上打点计时器的电源开关后,拔掉插销解除锁定,小车在弹簧作用下运动到左端;
D.在纸带上某处选取合适的A点,测出小车获得的速度v;
E.取不同的x重复以上步骤多次,记录数据并利用功能关系分析结论.
实验中已知小车的质量为m,弹簧的劲度系数为k,则:
(1)将长木板右端适当垫高,其作用是___;
(2)在步骤D中,所选取的A点位置应在图乙中的___段(选填s1、s2、s3)
(3)若Ep=
kx2成立,则实验中测量出物理量x与m.、k、v关系式是x=___.
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A.将长木板放置在水平桌面上,并将其右端适当垫高,在它的左端固定一轻质弹簧,通过细绳与小车左端相连,小车的右端连接打点计时器的纸带;
B.将弹簧拉伸x后用插销锁定,测出其伸长量x;
C.合上打点计时器的电源开关后,拔掉插销解除锁定,小车在弹簧作用下运动到左端;
D.在纸带上某处选取合适的A点,测出小车获得的速度v;
E.取不同的x重复以上步骤多次,记录数据并利用功能关系分析结论.
实验中已知小车的质量为m,弹簧的劲度系数为k,则:
(1)将长木板右端适当垫高,其作用是___;
(2)在步骤D中,所选取的A点位置应在图乙中的___段(选填s1、s2、s3)
(3)若Ep=
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▼优质解答
答案和解析
(1)根据实验原理可知,为了让弹簧的弹力更加接近于小车受到的合外力,长木板右端需要适当垫高,其作用是平衡摩擦力;
(2)根据实验原理,点间距均匀,为匀速直线运动阶段,说明小车速度达到最大,故纸带上A点位置应在s2;
(3)根据实验过程可知,弹簧的弹性势能转化为了小车的动能,由机械能守恒定律有:Ep=
kx2=
mv2
解得:x=
v.
故答案为:(1)平衡摩擦力;(2)s2; (3)
v.
(2)根据实验原理,点间距均匀,为匀速直线运动阶段,说明小车速度达到最大,故纸带上A点位置应在s2;
(3)根据实验过程可知,弹簧的弹性势能转化为了小车的动能,由机械能守恒定律有:Ep=
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解得:x=
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故答案为:(1)平衡摩擦力;(2)s2; (3)
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