专题127探究弹性势能实验

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1、12-7第十二部分力学实验七.探究弹性势能实验1.在探究弹簧弹性势能实验中：(1)如图所示，弹簧的一端固定，原来处于自然长度。现对弹簧的另一端施加一个拉力缓慢拉伸弹簧，关于拉力或弹簧.弹力做功与弹簧弹性势能变化的关系，以下说法川正确的是—A.拉力做正功，弹性势能增加B.拉力做正功，弹性势能减少C.弹簧弹力做负功，弹性势能增加D.弹簧弹力做负功，弹性势能减少(2)由于拉力是变力，拉力做功可以分割成一小段一小段处理，每一小段的弹力可以近似看成是恒力，再把每一小段的功相加求和，可得"总=FQ+F2A+F0+……o某次实验中作出拉力F拉与弹簧伸长

2、量x的图像如图所示，则在弹簧被拉长L的过程屮拉力做功为—o【参考答案】(1)AC(2)FL/2【名师解析】⑴关于拉力或弹箸弹力做功与弹酱弹性势能变化的关系，拉力做正功，弹性势能増加，弹箸弹力做员功，弹性势能増加，选项AC正确。(2)在弹簧被拉长L的过程中拉力做功为團中三角形的面积，即W=FL/2o2.学习了《机械能守恒定律》Z后，某研究性学习小组自行设计了"探究弹簧的弹性势能与形变量的关系"实验。他们的方法如下:(1)如甲图所示，在轻弹簧上端固定一只力传感器，然后固定在铁架台上，当用手向下拉伸弹簧时，弹簧的弹力可从传感器读出。用刻度尺测量

3、弹簧原长和伸长后的长度，从而确定伸长量。测量数据如表格所示:rf甲滑块比电门伸长量x/10_2mr2.004.006.008.0010.00弹力F/N1.603.194.756.388.02(2)以x为横坐标，F为纵坐标，请你在图乙的坐标纸上描绘出弹力与伸长量关系的图线—。并由图线求得该弹簧的劲度系数二(保留两位有效数字)。(2)取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图丙所示。调整导轨水平，使滑块自Ftl滑动时，通过两个光电门的时间近似相等。(3)用天平秤出滑块的质量m=300g.(4)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录

4、滑块脱离弹簧后的速度，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能全部转化为。(5)多次重复(5)屮的操作，在弹簧弹性限度内得到与x的数据整理如下表所示：1234561.002.003.004.005.006.001.004.009.0016.0025.0036.000.1610.3200.4790.6480.8000.9540.0260.1030.2300.4200.64000.9100.00390.01550.03460.06300.09600.1365(7)结合上面测出的劲度系数和滑块质量777,可得到的表达式：•(8)由上述实验可得的结论：。【

5、参考答案】(1).(2).80±2N/m(3).滑块的动能（4）・M=试者'岛（5）.在实验误差允许的范围內，弹簧的弹性势能与形变量的22平方成正比【解析】（2）根据数据画岀的F・x图像如图；FN根据图像可得：k二乎二一N/m=82N/mZ11x10“（5）释放滑块过程中，弹簧的弹性势能全部转化为滑块的动能;⑴根据所嫗的数据，结合ZNn即Zkg,归纳得出：卜弓肿；（S）由上述实验可得的结论：在实验误差允许的范围为，弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比;1.为了探究“弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系”，小明用图示装置进行实验，B处为弹

6、簧的原长位置.在水平桌而上，压缩弹簧后由静止释放小球，使小球撞击同一纸盒，并与纸盒一起向右滑行.撞（1）小明每次应将弹簧压缩_（选填“相同”或“不同”）的长度，再释放小球，通过比较各次实验屮_，从而判断弹簧弹性势能的大小.（2）每次实验中，小球和纸盒克服摩擦力做功—（选填“相同”或“不同”）.（3）图示实验中，将小球自A处由静止释放，最终小球和纸盒一起静止于C处.此过程中小球动能最大的位置在—（选填“AB之间”、“B点”或“BC之间”）.【参考答案】（1）不同；纸盒移动的距离；（2）不同；（3）B点.【名师解析】（1）小明每次应将弹簧压缩

7、不同的长度，再释放小球松开后小球碰到同一位置的相同纸盒上,小球推动纸盒前进，小球的动能越大，纸盒被推动的距离越远，纸盒动能越大，因此比较纸盒被推动距离的大小，可以比较弹性势能的大小.这里用到的物理方法是转换法.（2）由于小球和纸盒运动的距离不同，根据W二已可知，克服摩揀力做功不同；（3）将小球自A处由静止释放，弹箸恢复到原长时，弹簷的弹性势能全部转化为小球的动能，故此时小球的动能最犬，小球在滚动的过程中，由于受到摩揀，小球的一部分动能转化为内能，故选：B点.11.某同学在科普读物上看到:“劲度系数为k的弹簧从伸长量为x到恢复原长过程屮，弹

8、力做的功W=2kx2他设计了如下的实验来验证这个结论.A.将一弹簧的下端固定在地面上，在弹簧附近竖直地固定一刻度尺，当弹簧在竖直方向静止不动时其上端在刻度尺上对应的示数为X

9、,如图（甲）所示