探究彈簧問題的實驗

探究彈簧問題的實驗第1頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月合肥市2007年教學(xué)質(zhì)量檢測一1407年廣東普寧市華僑中學(xué)三模卷13(2)07年1月蘇州市教學(xué)調(diào)研測試1307年佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測12探究彈簧問題的實驗第2頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月合肥市2007年教學(xué)質(zhì)量檢測一1414．幾個同學(xué)合作如圖甲所示裝置探究“彈力和彈簧伸長的關(guān)系”，彈簧的上端與標(biāo)尺的零刻度對齊，他先讀出不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，依次讀出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：（彈簧始終未超過彈性限度，重力加速度g=9.8m/s2）鉤碼質(zhì)量m/g0306090120150標(biāo)尺刻度x/10-2m6.007.158.349.4810.6411.79第3頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度x與鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線。

（2）作出的圖線與軸交點的縱坐標(biāo)值的物理意義是

；這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)k=

N/m（保留三位有效數(shù)字）。x/10-2

mm/g30121064060901201508彈簧的自然長度（原長）為6cm26.0第4頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月07年廣東普寧市華僑中學(xué)三模卷13(2)13.（2）如圖光滑水平軌道與光滑圓弧軌道相切，輕彈簧的一端固定在軌道的左端，OP是可繞O點轉(zhuǎn)動的輕桿，且擺到某處就能停在該處；另有一小鋼球。現(xiàn)在利用這些器材測定彈簧被壓縮時的彈性勢能。①還需要的器材是

、

。②以上測量實際上是把對彈性勢能的測量轉(zhuǎn)化為對小球

能的測量，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為對小球

和

的直接測量。③為了研究彈簧的彈性勢能與勁度系數(shù)和形變量的關(guān)系，除以上器材外，還準(zhǔn)備了兩個輕彈簧，所有彈簧的勁度系數(shù)均不相同。試設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格。OP天平刻度尺重力勢能質(zhì)量上升高度③見下頁第5頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月壓縮量x（m）上升高度h（m）E=mgh（J）壓縮量x=

cm，小球的質(zhì)量m=

kg彈簧ABC勁度系數(shù)k（N/m）上升高度h（m）E=mgh（J）小球的質(zhì)量m=

kg，彈簧A第6頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月07年1月蘇州市教學(xué)調(diào)研測試1313.（12分）某同學(xué)在資料上發(fā)現(xiàn)彈簧振子的周期公式為,彈簧的彈性勢能公式為(式中k為彈簧的勁度系數(shù)，m為振子的質(zhì)量，x為彈簧的形變量)．為了驗證彈簧的彈性勢能公式，他設(shè)計了如圖甲所示的實驗：輕彈簧的一端固定在水平光滑木板一端，另一端連接一個質(zhì)量為M的滑塊，滑塊上豎直固定一個擋光條，每當(dāng)擋光條擋住從光源A發(fā)出的細(xì)光束時，傳感器B因接收不到光線就產(chǎn)生一個電信號，輸入電腦后經(jīng)電腦自動處理就能形成一個脈沖電壓波形；開始時滑塊靜止在平衡位置恰好能擋住細(xì)光束。在木板的另一端有一個彈簧槍，發(fā)射出質(zhì)量為m，速度為v0的一個彈丸，彈丸擊中木塊后留在木塊中一起做簡諧振動．

第7頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月

；（2）系統(tǒng)振動過程中，在電腦上所形成的脈沖電壓波形如圖乙所示,由圖可知該系統(tǒng)的振動周期大小為:通過本實驗,根據(jù)機(jī)械能守恒，如發(fā)現(xiàn)Ek＝Ep，即驗證了彈簧的彈性勢能公式的正確性．（3）如果再測出滑塊振動的振幅為A，周期設(shè)為T，利用資料上提供的兩個公式，結(jié)合實驗中給出的已知條件求出系統(tǒng)振動過程中彈簧的最大彈性勢能為Ep＝（1）系統(tǒng)在振動過程中，所具有的最大動能Ek＝T＝

；

；utT02T03T0乙OBAv0甲2T0解見下頁第8頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月解：（1）由動量守恒定律mv0=(m+M)V系統(tǒng)在振動過程中，所具有的最大動能（2）系統(tǒng)在振動過程中，每一個周期有兩次通過平衡位置，產(chǎn)生兩個電信號，所以振動周期T=2T0（3）由系統(tǒng)周期公式

由彈性勢能公式系統(tǒng)振動過程中彈簧的最大彈性勢能為題目第9頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月07年佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測1212．某同學(xué)準(zhǔn)備利用如圖所示的裝置探究勁度系數(shù)較大的輕質(zhì)彈簧T的彈性勢能與其壓縮量之間的關(guān)系。圖中B為一固定在桌面、帶有刻度的平直光滑導(dǎo)軌，小盒C用輕繩懸掛于O點，彈簧T左端固定，用小球A沿導(dǎo)軌B向右擠壓彈簧，釋放后球A彈出，射入一較重的小盒C中與小盒C一起向右擺動，擺動的最大角度θ可以被準(zhǔn)確測出。球A射入盒C后兩者的重心重合，重心距懸點O的距離為L。試問：（1）欲完成此探究實驗，該同學(xué)在實驗過程中除了要測量最大擺角θ和重心距懸點O的距離L外，還需要測量哪些物理量？寫出這些物理量及其字母代號。LOθABCT第3頁第10頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）通過上述的物理量可求出彈簧T將球A彈出時釋放的彈性勢能EP。寫出其計算表達(dá)式（無需書寫推導(dǎo)過程）。（3）下面是本實驗中的幾個步驟：①按實驗裝置安裝好器材；②用刻度尺測定C的重心到懸點O的距離L；③反復(fù)調(diào)節(jié)盒C的位置，使其運動軌跡平面與光滑軌道在同一平面內(nèi)，且盒C靜掛，開口正對導(dǎo)軌末端，A、C兩者重心同高；④用球A壓縮彈簧，使其重心處于軌道的某一刻度線上，記錄此時的讀數(shù)；⑤釋放A球,讓它射入盒C中,一起與C擺動到最大高度;⑥記錄最大擺角θ；⑦處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。在上述步驟中還缺少哪些主要步驟？請你寫出來。第4頁第11頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）該實驗除了要保證光滑導(dǎo)軌水平、小球A能正射入小盒C并與C一起運動以外，還應(yīng)注意些什么？解：(1)還需測量小球A的質(zhì)量m、重盒C的質(zhì)量M、彈簧的壓縮量x（2）(3)缺少的主要實驗步驟有：①用天平稱出小球質(zhì)量和重盒的質(zhì)量；②用球A接觸彈簧但不壓縮，記錄其重心位置，讀取導(dǎo)軌上相應(yīng)的讀數(shù)；③改變彈簧壓縮量，重復(fù)實驗若干次。題目第12頁，課件共1