资料简介
探究影响物体势能大小的因素
一、实验探究题
1.某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时,猜测弹性势能可能与形变量x成正比,也可能与形变量的平方x2成正比。用如图装置进行探究,将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上,刻度尺与杆平行,进行了如下操作:
①弹簧处于自由状态时,读出其上端距水平面的高度h0;
②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端,竖直向下按压铁块,读出此时弹簧上端到水平面的高度h1;
③释放小铁块,当铁块上升到最大高度时,读出铁块下端到水平面的高度h2;
④改变弹簧的压缩长度,重复步骤②③,将测出的数据记录在表格中,并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小铁块上升的距离△h
(1)实验中弹簧的形变量x=________(用所测物理量符号表示);
(2)本实验中,弹簧弹性势能大小是通过______来间接反映的;
A. h1 B. h2 C. h2﹣h0 D. h2﹣h1
(3)该同学根据表中数据分别做出图甲△h﹣x和图乙△h﹣x2图象,由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与________成正比
2.小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想:弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示,把弹簧放在水平面上,其左端固定在墙上,AO等于弹簧原长,水平面O点左侧光滑,右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点,然后由静止释放,当物体M运动到O点与弹簧分开,最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程:
(1)弹簧弹性势能的大小是通过________来衡量的。
(2)探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系,应该选用________(选填“相同”或“不同”)弹簧进行实验,并先后改变________之间的距离,测出OQ的距离,重复实验,测量多组数据并记录。
(3)小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中,他们运用到了转换法和________两种物理思想方法。
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3.放学后,小军路过一个建筑工地,看见如图所示打桩机打桩时重锤被高高拉起又下落,打在桩面上,桩便往地下陷。爱思考的小明想到“桩下陷的深度与什么因素有关”的问题,并提出以下猜想:
(1)猜想一:桩下陷的深度与重锤打击桩的力度有关。
猜想二:桩下陷的深度与地面的硬度有关。
你的猜想是________
(2)回家后,小明找来排球和足球模拟“打桩”来验证猜想一。设计实验方案如下:
a.用台秤分别称出排球和足球质量为300g和500g
b.在光滑平整的地板上放一张白纸,在白纸上叠放一张复写纸。将排球从纸正上方2米处静止下落,排球打在复写纸上,在白纸上留下打击的复写印迹,记下“印迹1”。
c.换用足球从2米高度处落下,重做上面实验,得到足球打击的“印迹2”。
d.如何利用台秤较准确地测出排球和足球的打击力度F1、和F2的大小?小明想出一种方案:把“印迹1”放在台秤上,再将排球放在“印迹1”用力向下压排球,当________时读出台秤的示数,通过计算得出F1 , 用同样的方法测量F2
(3)请设计出实验的表格。
4.小明看到运动员拉弓射箭时,弓拉得越弯,箭射得越远.小明猜想:弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关.
(1)为验证其猜想是否正确.他设计了如下实验(弹簧被压缩后未超过其弹性限度);如图所示,将同一个弹簧压缩________(选填“相同”或“不同”)的长度.将小球置于弹簧的右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,分别比较木块________,从而比较弹性势能的大小.
(2)若水平面绝对光滑,本实验将________(选填“能”或“不能”)达到探究目的.
(3)小明根据实验现象认为:小球推动木块移动一段距离后都要停下来,所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消灭了.你认为小明的观点是________的(选“正确”或“错误”),理由是________.
5.如图所示是小明设计的“探究影响重力势能大小的因素”的实验。表面光滑圆弧形轨道与粗糙水平面BC相连接,塑料块M静止在B点处。木球(表面光滑)m1从距水平面高h1处由静止释放,如图a所示木球竖直下落,然后从圆弧轨道滑下,碰撞塑料块M,M运动一段距离后停下来。然后换用木球m2、m2(m1
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