為了研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧壓縮量的關(guān)系，某實驗小組的實驗裝置如圖所示，光滑水平桌面距地面高為h，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右端與質(zhì)量為m的小鋼球接觸，彈簧處于原長。將小球向左推，壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，彈簧將小球沿水平方向推出，小球落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，已知重力加速度為g
(1) 某次實驗測得小球的落點P到O點的距離為S，那么由理論分析得到小球釋放前壓縮彈簧的彈性勢能Ep與h、s、mg之間的關(guān)系式為____________________；
(2) 改變彈簧壓縮量進行多次實驗，測量數(shù)據(jù)如下表所示，請在坐標紙上做出x-s圖象。
|
彈簧壓縮量x/m |
0.010 |
0.015 |
0.020 |
0.025 |
0.030 |
0.035 |
|
小球飛行水平距離s/m |
2.0 |
3.0 |
4.1 |
5.9 |
6.0 |
7.0 |
(3) 由圖象得出x與s的關(guān)系式為_______________；由實驗得到彈簧彈性勢能Ep與彈簧壓縮量x之間的關(guān)系式為______________。
輕松課堂單元期中期末專題沖刺100分系列答案科目：高中物理 來源： 題型：
為了“探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系”，查資料得知：“彈簧的彈性勢能Ep＝
kx2，其中k是彈簧的勁度系數(shù)，x是彈簧的形變量”。某同學用壓縮的彈簧推靜止的小球（已知質(zhì)量為m）運動來探究這一問題。為了研究方便，把小鐵球O放在水平桌面上做實驗，讓小鐵球O在彈力作用下運動，即只有彈簧推力做功。
該同學設(shè)計實驗如下：
（1）如圖甲所示，將輕質(zhì)彈簧豎直掛起來，在彈簧的另一端掛上小鐵球O，靜止時測得彈簧的形變量為d。在此步驟中，目的是要確定________，用m、d、g表示為________。
（2）如圖乙所示，將這根彈簧水平放在光滑桌面上，一端固定在豎直墻面，另一端與小鐵球接觸，用力推小鐵球壓縮彈簧；小鐵球靜止時測得彈簧壓縮量為x，撤去外力后，小鐵球被彈簧推出去，從水平桌面邊沿拋出落到水平地面上。
（3）測得水平桌面離地高為h，小鐵球落地點離桌面邊沿的水平距離為L，則小鐵球被彈簧彈出的過程中初動能Ek1＝________，末動能Ek2＝________（用m、h、L、g表示）；彈簧對小鐵球做的功W＝________（用m、x、d、g表示）。
對比W和（Ek2－Ek1）就可以得出“外力做功與物體動能變化的關(guān)系”，即：“在實驗誤差范圍內(nèi)，外力所做的功等于物體動能的變化”。
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