探究彈簧問題的實(shí)驗(yàn)第一頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三合肥市2007年教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)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(cè)試1307年佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)12探究彈簧問題的實(shí)驗(yàn)第二頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三合肥市2007年教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)一1414．幾個(gè)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(duì)齊，他先讀出不掛鉤碼時(shí)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(gè)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第三頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三（1）根據(jù)所測(cè)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(diǎn)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第四頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三07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(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿，且擺到某處就能停在該處；另有一小鋼球?，F(xiàn)在利用這些器材測(cè)定彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能。①還需要的器材是

、

。②以上測(cè)量實(shí)際上是把對(duì)彈性勢(shì)能的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)小球

能的測(cè)量，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為對(duì)小球

和

的直接測(cè)量。③為了研究彈簧的彈性勢(shì)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(gè)輕彈簧，所有彈簧的勁度系數(shù)均不相同。試設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格。OP天平刻度尺重力勢(shì)能質(zhì)量上升高度③見下頁第五頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三壓縮量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第六頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三07年1月蘇州市教學(xué)調(diào)研測(cè)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(shì)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(yàn)證彈簧的彈性勢(shì)能公式，他設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)：輕彈簧的一端固定在水平光滑木板一端，另一端連接一個(gè)質(zhì)量為M的滑塊，滑塊上豎直固定一個(gè)擋光條，每當(dāng)擋光條擋住從光源A發(fā)出的細(xì)光束時(shí)，傳感器B因接收不到光線就產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，輸入電腦后經(jīng)電腦自動(dòng)處理就能形成一個(gè)脈沖電壓波形；開始時(shí)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(gè)彈簧槍，發(fā)射出質(zhì)量為m，速度為v0的一個(gè)彈丸，彈丸擊中木塊后留在木塊中一起做簡諧振動(dòng)．

第七頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三

；（2）系統(tǒng)振動(dòng)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(dòng)周期大小為:通過本實(shí)驗(yàn),根據(jù)機(jī)械能守恒，如發(fā)現(xiàn)Ek＝Ep，即驗(yàn)證了彈簧的彈性勢(shì)能公式的正確性．（3）如果再測(cè)出滑塊振動(dòng)的振幅為A，周期設(shè)為T，利用資料上提供的兩個(gè)公式，結(jié)合實(shí)驗(yàn)中給出的已知條件求出系統(tǒng)振動(dòng)過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能為Ep＝（1）系統(tǒng)在振動(dòng)過程中，所具有的最大動(dòng)能Ek＝T＝

；

；utT02T03T0乙OBAv0甲2T0解見下頁第八頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三解：（1）由動(dòng)量守恒定律mv0=(m+M)V系統(tǒng)在振動(dòng)過程中，所具有的最大動(dòng)能（2）系統(tǒng)在振動(dòng)過程中，每一個(gè)周期有兩次通過平衡位置，產(chǎn)生兩個(gè)電信號(hào)，所以振動(dòng)周期T=2T0（3）由系統(tǒng)周期公式

由彈性勢(shì)能公式系統(tǒng)振動(dòng)過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能為題目第九頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三07年佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)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(shì)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(diǎn)，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(dòng)，擺動(dòng)的最大角度θ可以被準(zhǔn)確測(cè)出。球A射入盒C后兩者的重心重合，重心距懸點(diǎn)O的距離為L。試問：（1）欲完成此探究實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中除了要測(cè)量最大擺角θ和重心距懸點(diǎn)O的距離L外，還需要測(cè)量哪些物理量？寫出這些物理量及其字母代號(hào)。LOθABCT第3頁第十頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三（2）通過上述的物理量可求出彈簧T將球A彈出時(shí)釋放的彈性勢(shì)能EP。寫出其計(jì)算表達(dá)式（無需書寫推導(dǎo)過程）。（3）下面是本實(shí)驗(yàn)中的幾個(gè)步驟：①按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好器材；②用刻度尺測(cè)定C的重心到懸點(diǎn)O的距離L；③反復(fù)調(diào)節(jié)盒C的位置，使其運(yùn)動(dòng)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(duì)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(shí)的讀數(shù)；⑤釋放A球,讓它射入盒C中,一起與C擺動(dòng)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(qǐng)你寫出來。第4頁第十一頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三（4）該實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)以外，還應(yīng)注意些什么？解：(1)還需測(cè)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)若干次。題目第十二頁，共十三頁