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一个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,进行了如下实验:在离地面...

一个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,进行了如下实验: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的一个小钢球接触.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,小钢球在空中飞行后落在水平地面上,水平距离为s

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(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、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式:                   

 

(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:

弹簧的压缩量x (cm)

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

小钢球飞行的水平距离s (cm)

1.01

1.50

2.01

2.49

3.01

3.50

 

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之间的关系为                    ,并说明理由:            

 

(1)EP=ms2g/4h(2)Ep与x2成正比,理由:x正比于s, Ep正比于s2 (1)由平抛运动规律有 s=vt, h=gt2/2,得 v=s。由机械能守恒定律得 EP=mv2/2=ms2g/4h(2)Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为:Ep与x2成正比.猜测的理由:由表中数据可看出,在误差范围内,x正比于s,又Ep=mv2/2= ms2g/4h,所以Ep正比于x2. 【解析】
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考点分析:
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(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列叙述正确的是(   )

A. 安装打点计时器时,两纸带限位孔应在同一竖直线上

B. 实验时,在松开纸带让重物下落的同时,应立即接通电源

C. 若纸带上开头打出的几点模糊不清,也可设法用后面清晰的点进行验证

D. 测量重物下落高度必须从起始点算起

 

(2)为进行该实验,备有下列器材可供选择铁架台、打点计时器、复写纸片、重锤、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关。其中不必要的器材是                         。缺少的器材是                    。

 

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如图所示,质量分别为m1和m2的两个小球A、B,带有等量异种电荷,通过绝缘轻弹簧相连接,置于绝缘光滑的水平面上。当突然加一水平向右的匀强电场后,两小球A、B将由静止开始运动,在以后的运动过程中,对两个小球和弹簧组成的系统(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度),以下说法正确的是(    )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.系统机械能不断增加

B.系统动量守恒

C当弹簧长度达到最大值时,系统机械能最小

D.当小球所受电场力与弹簧的弹力相等时,系统动能最大

 

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如图所示,在O点放置正点电荷Qab两点的连线过O点,且Oa=ab,以下说法正确的是(    )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.将质子从a点由静止释放,质子向b做匀加速运动

B.将质子从a点由静止释放,质子运动到b的速率为v, 则将说明: 6ec8aac122bd4f6e粒子从a点由静止释放后运动到b点的速率为说明: 6ec8aac122bd4f6e

C.若电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为v,则电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为2v

D.若电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为v,则电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,叠放在一起的A、B两绝缘小物块放在水平向右的匀强电场中,其中B带正电Q,A不带电;它们一起沿绝缘水平面以某一速度匀速运动。现突然使B带电量消失,A带上正Q的电量,则A、B的运动状态可能为(   )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①一起匀速运动  ②一起加速运动  ③A加速,B减速  ④A加速,B匀速

A.①③      B.①④      C.②③      D.②④

 

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在场强大小为E的匀强电场中,质量为m、带电量为+q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为0.8qE/m,物体运动s距离时速度变为零.则 (   )  

A.物体克服电场力做功qEs         B.物体的电势能减少了0.8qEs

C.物体的电势能减少了qEs         D.物体的动能减少了0.8qEs

 

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