题文
某同学查资料得知:弹簧的弹性势能仅与弹簧的劲度系数和形变量有关,并且与形变量的平方成正比。为了检验此结论的正确性,他设计了如下实验:
(a)取一根轻质弹簧和一根内径略大的直玻璃管,将玻璃管固定在水平桌面上,将弹簧插入玻璃管并固定一端,如图所示.
(b)将小钢球放入玻璃管,轻推小钢球,使弹簧压缩到某一位置后,测出弹簧的压缩量
.
(c)然后突然撤去外力,小钢球沿水平方向弹出落在地面上,记录小钢球的落地位置.
(d)保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小钢球的平均落点,测得小钢球的水平射程
(e)多次改变弹簧的压缩量
的数值
、
、
、…,重复以上步骤,测得小钢球的多组水平射程
、
、
、…
请你回答下列问题:
(1)在实验中,“保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小钢球的平均落点”的目的是为了减小 (填“系统误差”或“偶然误差”).
(2)若要测量小钢球的水平射程
,除图中画出的器材以外,还必须选取的实验器材是
.(填写器材代号)
A 秒表 B 刻度尺 C 螺旋测微器 D白纸 E复写纸
(3)该同学根据实验的测量结果,作出弹簧形变量
与小钢球水平射程
的
图象,测量出了桌面离地面的高度为
,小球的质量为
,根据能量守恒定律推导出了弹性势能
与水平射程
的关系式:
.根据弹簧形变量
与小钢球水平射程
的
图象,推断出弹簧的弹性势能
与
成正比理由是 .
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)偶然误差(1分)
(2)BDE(全部选对得2分,有错或不全者不给分)
(3)
(3分)由图象可看出
与
成正比,故
与
成正比(2分)
解析:若要测量小钢球的水平射程
,需要刻度尺,要确定小钢球的平均落点,需要白纸和复写纸,由
,
,
,联立解得
,由图象可看出
与
成正比,故
与
成正比
解析
(1)在实验中,“保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小钢球的平均落点”的目的是为了减小偶然误差
(2)若要测量小钢球的水平射程
,需要刻度尺,要确定小钢球的平均落点,需要白纸和复写纸,故还需要的器材有BDE
(3)小球在水平方向做匀速直线运动,所以
,竖直方向自由落体运动,所以
,根据机械能守恒有
,联立解得
,根据弹簧形变量
与小钢球水平射程
的
图象,由图象可看出
与
成正比,故
与
成正比
考点
据考高分专家说,试题“某同学查资料得知:弹簧的弹性势能仅与弹簧.....”主要考查你对 [实验:探究弹力与弹簧伸长的关系 ]考点的理解。
实验:探究弹力与弹簧伸长的关系
探究弹力与弹簧伸长的关系:
实验目的:
1、探究弹力与弹簧的伸长量的定量关系。
2、学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法。
实验原理:
1、如图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与重力大小相等。 
2、用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x,建立坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对应的点,用平滑的曲线连接起来,根据实验所得的图线,就可探知弹力大小与伸长量间的关系。
实验器材:
轻质弹簧(一根),钩码(一盒),刻度尺,铁架台,重垂线,坐标纸,三角板。
实验步骤:
1、如图所示,将铁架台放于桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在挨近弹簧处将刻度尺(最小分度为mm)固定于铁架台上,并用检查刻度尺是否竖直; 
2、记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0;
3、在弹簧下端挂上一个钩码,待钩码静止后,记下弹簧下端所对应的刻度Ll;
4、用上面方法,记下弹簧下端挂2个、3个、4个 ……钩码时,弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4……,并将所得数据记录在表格中;
5、用xn=Ln-L0计算出弹簧挂1个、2个、3个……钩码时弹簧的伸长量,并根据当地重力加速度值g,计算出所挂钩码的总重力,这个总重力就等于弹簧弹力的大小,将所得数据填入表格。 
数据处理:
1、建立坐标系,标明横轴和纵轴所表示的物理量及单位;
2、标度:标度要适当,让所得到的图线布满整个坐标系;
3、描点:描点时要留下痕迹;
4、连线:让尽可能多的点落在同一直线上,让其余的点落在直线的两侧,误差较大的点舍弃;
5、根据图象做出结论。


