探究弹簧问题的实验.ppt

1、探究弹簧问题的实验,庞留根 吕叔湘中学 2007年7月 Email: ,合肥市2007年教学质量检测一14 07年广东普宁市华侨中学三模卷13(2) 07年1月苏州市教学调研测试13 07年佛山市教学质量检测12,探究弹簧问题的实验,合肥市2007年教学质量检测一14,14几个同学合作如图甲所示装置探究“弹力和弹簧伸长的关系”，弹簧的上端与标尺的零刻度对齐，他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：（弹簧始终未超过弹性限度，重力加速度g=9.8m/s2）,（1）根据所测数据，在图乙所示的坐标纸上作出弹簧指

2、针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线。 （2）作出的图线与轴交点的纵坐标值的物理意义是 ；这种规格弹簧的劲度系数k= N/m （保留三位有效数字）。,弹簧的自然长度（原长）为6cm,26.0,07年广东普宁市华侨中学三模卷13(2),13.（2）如图光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处；另有一小钢球。现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能。 还需要的器材是 、 。 以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对小球 能的测量，进而转化为对小球 和 的直接测量。 为了研究弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量的关系，除以上器

3、材外，还准备了两个轻弹簧，所有弹簧的劲度系数均不相同。试设计记录数据的表格。,天平,刻度尺,重力势能,质量,上升高度,见下页,压缩量x= cm，小球的质量m= kg,小球的质量m= kg，弹簧A,07年1月苏州市教学调研测试13,13.（12分）某同学在资料上发现弹簧振子的周期公式为 ,弹簧的弹性势能公式为 (式中k为弹簧的劲度系数，m为振子的质量，x为弹簧的形变量) 为了验证弹簧的弹性势能公式，他设计了如图甲所示的实验：轻弹簧的一端固定在水平光滑木板一端，另一端连接一个质量为M的滑块，滑块上竖直固定一个挡光条，每当挡光条挡住从光源A发出的细光束时，传感器B因接收不到光线就产生一个电信号，输入

4、电脑后经电脑自动处理就能形成一个脉冲电压波形；开始时滑块静止在平衡位置恰好能挡住细光束。在木板的另一端有一个弹簧枪，发射出质量为m，速度为v0的一个弹丸，弹丸击中木块后留在木块中一起做简谐振动,2T0,解见下页,解：,（1）由动量守恒定律 mv0=(m+M)V,系统在振动过程中，所具有的最大动能,（2）系统在振动过程中，每一个周期有两次通过平衡 位置，产生两个电信号，所以振动周期T=2T0,（3）由系统周期公式,由弹性势能公式,系统振动过程中弹簧的最大弹性势能为,题目,07年佛山市教学质量检测12,12某同学准备利用如图所示的装置探究劲度系数较大的轻质弹簧T的弹性势能与其压缩量之间的关系。图中

5、B为一固定在桌面、带有刻度的平直光滑导轨，小盒C用轻绳悬挂于O点，弹簧T左端固定，用小球A沿导轨B向右挤压弹簧，释放后球A弹出，射入一较重的小盒C中与小盒C一起向右摆动，摆动的最大角度可以被准确测出。球A射入盒C后两者的重心重合，重心距悬点O的距离为L。试问：,（1）欲完成此探究实验，该同学在实验过程中除了要测量最大摆角和重心距悬点O的距离L外，还需要测量哪些物理量？写出这些物理量及其字母代号。,第3页,（2）通过上述的物理量可求出弹簧T将球A弹出时释放的弹性势能EP。写出其计算表达式（无需书写推导过程）。,（3）下面是本实验中的几个步骤： 按实验装置安装好器材； 用刻度尺测定C的重心到悬点O

6、的距离L； 反复调节盒C的位置，使其运动轨迹平面与光滑轨道在同一平面内，且盒C静挂，开口正对导轨末端，A、C两者重心同高； 用球A压缩弹簧，使其重心处于轨道的某一刻度线上，记录此时的读数； 释放A球,让它射入盒C中,一起与C摆动到最大高度; 记录最大摆角； 处理数据，得出结论。 在上述步骤中还缺少哪些主要步骤？请你写出来。,第4页,（4）该实验除了要保证光滑导轨水平、小球A能正射入小盒C并与C一起运动以外，还应注意些什么？,解：,(1) 还需测量小球A的质量m、重盒C的质量M、弹簧的压缩量x,（2）,(3) 缺少的主要实验步骤有：,用天平称出小球质量和重盒的质量；,用球A接触弹簧但不压缩，记录其重心位置，读取导轨上相应的读数；,改变弹簧压缩量，重复实验若干次。,题目,解 (4). 还应注意：,