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实验题 适中0.65 引用5 组卷1319
疫情期间“停课不停学”，小明同学在家用如图（a）所示的实验装置测量一轻质弹簧劲度系数k。已知图中所给小球的质量为m，水平轨道可视为光滑，B处装有光电门，可测量小球经过光电门的时间。下面是小明进行的一次实验：

（1）用游标卡尺测量小球的直径d如图（b）所示，记录小球的直径d=___________cm；
（2）将弹簧左端固定在挡板上；让小球与弹簧接触并压缩弹簧，记录压缩量x；
（3）由静止释放小球，测得小球通过光电门的时间t，则小球离开弹簧的速度v=___________；若已知弹簧弹性势能，k为劲度系数，x为形变量。则根据实验步骤中测得的物理量，可得k=___________。（用题中的m、d、x、t表示）
2022·广东韶关·二模
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知识点：弹簧弹力做功与弹性势能的变化 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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空间站中不能利用天平测量质量，为此某同学为空间站设计了如图(a)所示的实验装置，用来测量小球质量．图中弹簧固定在挡板上，光滑轨道B处装有光电门，可以测量出小球经过光电门的时间．该同学设计的主要实验步骤如下：

①用游标卡尺测量小球的直径d
②将弹簧左端固定在挡板上
③小球与弹簧接触并压缩弹簧，记录压缩量x
④由静止释放小球，测量小球离开弹簧后经过光电门的时间t
⑤改变弹簧的压缩量，重复步骤③、④多次
⑥分析数据，得出小球的质量
已知弹簧弹性势能，为劲度系数，为形变量．该同学使用了一个已知劲度系数为的弹簧进行了上述实验，请回答下列问题
(1)步骤①中游标卡尺示数情况如图(b)所示，小球的直径d=____cm；
(2)某一次步骤④中测得小球通过光电门的时间t为5.00 ms，则此次小球离开弹簧的速度v=_____m／s；
(3)根据实验步骤中测得的物理量，则可得小球的质量m=_____．(用实验步骤①、③、④中测得的物理量表示)
某物理小组的同学查阅资料得知，弹簧弹性势能表达式为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧形变量。他们设计了图（a）所示装置来测量弹簧劲度系数k和重力加速度g，操作步骤如下：

（1）将弹簧竖直固定在水平桌面上，弹簧上端有一光电门（小球通过光电门后恰好落在弹簧上端），左侧有一竖直固定的刻度尺。
（2）用游标卡尺测量小球的直径d，示数如图（b）所示，则d=______mm。
（3）用天平测得小球的质量为m。
（4）将小球从弹簧正上方由静止释放，记录小球经过光电门的挡光时间t，测出弹簧的最大压缩量x。
（5）多次改变小球的释放位置，重复步骤（4），记录多组x及对应的挡光时间t。
（6）作出图像如图（c）所示，可得弹簧的劲度系数k=______，重力加速度g=______。（用m、d、a、b表示）
由于空间站处于完全失重状态，不能利用天平等仪器测量质量，为此某同学为空间站设计了如图所示(a)的实验装置，用来测量小球质量．图中弹簧固定在挡板上，轨道B处装有光电门，可以测量出小球经过光电门的时间．该同学设计的主要实验步骤如下：

(ⅰ)用游标卡尺测量小球的直径d
(ⅱ)将弹簧固定在挡板上
(ⅲ)小球与弹簧接触并压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x
(ⅳ)由静止释放小球，测量小球离开弹簧后经过光电门的时间t，计算出小球离开弹簧的速度v
(ⅴ) 改变弹簧的压缩量，重复步骤(ⅲ)、(ⅳ)多次
(ⅵ) 分析数据，得出小球的质量
该同学在地面上进行了上述实验，请回答下列问题
(1)步骤(ⅰ)中游标卡尺示数情况如图(b)所示，小球的直径d＝___cm；
(2)某一次步骤(ⅲ) 中测得弹簧的压缩量为1 cm，对应步骤(ⅳ)中测得小球通过光电门的时间为7.50 ms，则此次小球离开弹簧的速度v＝______m/s；
(3)根据实验得到的弹簧的形变x与对应的小球速度v在图(c)中描出了对应的点，请将(2)问中对应的点描出，并画出v-x图像．
(4)已知实验所用弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量x2之间的关系如图(d)所示，实验测得小球的质量为_____kg．

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