热门试卷

弹簧原长l0=15 cm，受拉力作用后弹簧逐渐拉长，当弹簧伸长到l1=20 cm时，作用在弹簧上的力为400 N，问：

（1）弹簧的劲度系数k为多少？

（2）在该过程中弹力做了多少功？

（3）弹簧的弹性势能变化了多少？

为探究橡皮条被拉伸到一定长度的过程中，弹力做的功和橡皮条在一定长度时具有的弹性势能，某同学在准备好橡皮条、测力计、坐标纸、铅笔、直尺等器材后，进行了以下的操作：

a．将橡皮条的一端固定，另一端拴一绳扣，用直尺从橡皮条的固定端开始测量橡皮条的原长l0，记录在表格中；

b．用测力计挂在绳扣上，测出在不同拉力F1，F2，F3，…的情况下橡皮条的长度l1，l2，l3，…；

c．以橡皮条的伸长量△l为横坐标，以对应的拉力F为纵坐标，在坐标纸上建立坐标系，描点、并用平滑的曲线作出F-△l图象；

d．计算出在不同拉力时橡皮条的伸长量△l1，△l2，△l3，…；

e．根据图线求出外力克服橡皮条的弹力做的功，进而求出橡皮条具有的弹性势能。

(1)以上操作合理的顺序是___________；

(2)实验中，该同学作出的F-△l图象如图所示，从图象可求出△l=9 cm时橡皮条具有的弹性势能约为___________J。（保留两位有效数字）

如图，光滑半圆形轨道半径为R，水平面粗糙，弹簧自由端D与轨道最低点C距离为4R，一质量为m的可视为质点的小物块自圆轨道中点B由静止释放，压缩弹簧后被弹回到D点恰好静止．已知物块与水平面的动摩擦因数为0.2：重力加速度为g，弹簧始终处在弹性限度内，求：

（1）弹簧的最大压缩量和最大弹性势能

（2）现把D点右侧水平地面打磨光滑，且已知弹簧压缩时弹性势能与压缩量的二次方成正比，使小物块压缩弹簧，释放后能通过半圆轨道最高点A，压缩量至少是多少？

质量为50 kg的男孩在距离河面40 m高的桥上做“蹦极跳”，未拉伸前，长度为15 m的弹性绳AB一端缚着他的双脚，另一端则固定在桥上的A点，如图(a)所示，男孩从桥面下坠，达到的最低点为水面上的一点D，假定绳在整个运动中遵循胡克定律。不计空气阻力、男孩的身高和绳的重力（g取10 m/s2）。男孩的速率v跟下落的距离h的变化关系如图(b)所示。问：

（1）当男孩在D点时，求绳所储存的弹性势能；

（2）绳的劲度系数是多少？

（3）就男孩在AB、BC、CD期间的运动，试讨论作用于男孩的力。

一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，他的实验如下：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一小钢球接触。当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示。让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面，水平距离为s。

（1）请你推导出弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h，水平距离s等物理量的关系式：________________。

（2）弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示：

根据上面的实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能EP与弹簧的压缩量x之间的关系，并说明理由：__________________________。

在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0 kg的木块相连，若在木块上再作用一个竖直向下的力F，使木块缓慢向下移动0. 10 m，力F做功 2.5 J．此时木块再次处于平衡状态，力F的大小为50 N，如图所示，求：

（1）在木块下移0.10 m的过程中弹性势能的增加量．

（2）弹簧的劲度系数（g取10 N/kg）.

光电计时器的实验简易示意图如下，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，光滑水平导轨MN上放两相同小物块A、B，其宽度m，左端挡板处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带理想连接，今将挡光效果好，宽度为d=m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上，且高出物块，并使高出物块部分在通过光电门时挡光。传送带水平部分长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速传动。物块A、B与传送带间的动摩擦因数，质量mA=mB=1kg。开始时在A、B间压缩一轻弹簧，锁定其处于静止状态，现解除锁定，弹开A、B，迅速移去轻弹簧，两物块第一次通过光电门，计时器显示读数均为。取g=10 m/s2，试求：

（1）弹簧储存的弹性势能Ep；

（2）物块B沿传送带向右滑动的最大距离sm；

（3）物块B滑回水平面MN的速度大小v′B；

（4）若物体B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的A在水平面上相碰，且A、B碰后互换速度，则弹射装置P至少必须对A做多少功，才能在AB碰后使B刚好能从Q端滑出。并求此过程中，滑块B与传送带之间因摩擦产生的内能。

        光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。

        利用如图乙所示装置测量滑块与长1m左右的木板间动摩擦因数及被压缩弹簧的弹性势能，图中木板固定在水平面上，木板的左端固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧（弹簧长度与木板相比可忽略），弹簧右端与滑块接触，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出。现使弹簧解除锁定，滑块获得一定的初速度后，水平向右运动，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.0×10-2 s和5.0×10-2 s，用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图丙所示。

（1）读出滑块的宽度d=____________cm；

（2）滑块通过光电门1的速度v1= ____________m/s，滑动通过光电门2的速度v2= ____________m/s；

（3）若用米尺测量出两个光电门之间的距离为L，已知当地的重力加速为g，则滑块与木板动摩擦因数表达式为________________（用以下量v1、v2、g、L表示）；

（4）若用米尺测量出滑块初始位置到光电门2的距离为S，为测量被压缩弹簧的弹性势能，还需测量的物理量是________________________（说明其含义，并指明代表物理量的字母），被压缩弹簧的弹性势能可表示为_______________（各量均用字母表示）。

一名同学设计了一个“探究橡皮筋的弹性势能与拉长量之间的关系”的实验．将一块长木板放在桌面上调至水平，将橡皮筋的一端固定在墙上，另一端被静止的小车水平拉长了d ，小车释放后沿长木板运动，带动穿过打点计时器的纸带（如图所示）．打点计时器电源的频率为50Hz ，实验共做了三次，每次小车由静止开始运动的位置不同（即橡皮筋的拉长量d 不同），分别打出纸带的局部如图所示（图中下面的是刻度尺）

(1)根据纸带数据完成下面表格：  

(2)(已知物体的动能，物体的动能由弹性势能转化而来)橡皮筋的弹性势能Ep与橡皮筋的拉长量d之间的函数关系式是Ep=____。  

(3)要减少实验误差，该设计可改进的措施是:_____。