题文
某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧弹性势能与压缩量的关系
①如图23(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,测量相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得劲度系数k= N/m。(g取9.80m/s2)
砝码质量(g)
50
100
150
弹簧长度(cm)
8.62
7.63
6.66
②取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图23(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中操作,得到v与x的关系如图23(c)。由图可知,v与x成 关系。由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的 成正比。
题型:未知 难度:其他题型
答案
①50N/m(49.5~50.5) ②相等 ③动能 ④正比;x2(或压缩量的平方)
解析
①据
,
,有:
,则
,同理可以求得:
,则劲度系数为:
。[②使滑块通过两个光电门时的速度相等,则可以认为滑块离开弹簧后做匀速直线运动;③弹性势能转化为滑块的动能;④图线是过原点的倾斜直线,所以v与x成正比;弹性势能转化为动能,即
,即弹性势能与速度平方成正比,又由v与x成正比,则弹性势能与压缩量的平方成正比。
考点
据考高分专家说,试题“某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹.....”主要考查你对 [弹力的产生、方向和种类 ]考点的理解。
弹力的产生、方向和种类
弹力:
1.定义:发生系形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力
2.产生条件:
①物体间直接接触
②接触面发生形变
3.产生原因:施力物体发生了形变
4.施力物体和受力物体:弹力的施力物体是发生形变的物体,受力物体是使它发生形变的物体
5.大小:弹力的大小与形变的大小有关,形变越大,产生的弹力越大;形变消失,弹力也就消失
6.方向:与受力物体形变的方向相同,与施力物体形变的方向相反
7.作用点:在接触点或接触面上





