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实验题 适中0.65 引用5 组卷376
某同学看到法治节目中报道有人用弹弓射击野生保护动物，他对此行为表示强烈谴责，为了教育其他同学不要玩弹弓，他想用学过的物理知识来实际测量它的威力．于是他准备了一个节目中类似的弹弓（如图甲），它每侧固定有两根完全相同的橡胶管．金属弹珠质量为10g，直径为10mm.

（1）他首先猜想橡胶管拉伸过程中弹力与形变量的关系满足胡克定律，为了验证猜想进行了实验．由于实验室的传感器量程较小，于是他取其中一根橡胶管进行实验，通过传感器拉动橡皮管，记下它每一次的长度L及对应的拉力F大小，并在坐标纸画出图乙所示的图像.

为了便于研究，他在老师的启发下将原图像拟合成如图丙所示，请你根据图像，计算出该单根橡胶管的原长L0=__________，劲度系数k=__________.
（2)同学查阅资料发现，当弹丸发射后的比动能（动能与最大横截面积的比值）超过1.8J/cm2就可被认定为枪支，并且满足胡克定律的物体在弹性限度内其弹性势能E与形变量x的关系式可表示为E=kx2.在一次测试中弹弓每侧的橡皮管组拉至49cm长.请你估算弹珠离开弹弓时的比动能____________________（π取3，结果保留两位有效数字）
2018·广东韶关·二模
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知识点：探究弹力和弹簧伸长量的关系的数据处理与误差分析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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医用口罩一般都采用了弹性绳，为了佩戴舒适，弹性绳的劲度系数都很小。某同学对口罩的弹性绳进行了探究。
（1）他首先猜想弹性绳在拉伸过程中弹力与形变量的关系可能满足胡克定律，为了验证猜想进行了一些实验，取下口罩上的一根弹性绳，用一小量程弹簧测力计和刻度尺分别测量弹性绳的弹力与总长度，记下它每一次的长度L及对应的拉力大小F，并在坐标纸上描出如图甲所示的图像。由图甲可知，该弹性绳的劲度系数k=___________N/m，原长L0=___________cm。（结果均保留三位有效数字）

（2）该同学查阅资料发现，满足胡克定律的物体在弹性限度内，其弹性势能E与形变量x的关系式可表示为。如图乙所示，他将该弹性绳一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连，当弹性绳刚好伸直时，小球处于A点，现将小球从A点正上方高为h的B点由静止释放，测得小球下落的最低点C到A点的距离为x，该过程中弹性绳始终在弹性限度内，重力加速度大小为g，小球在C点时，弹性绳的弹性势能=___________。
某物理小组通过查阅资料得知，弹性材料的弹性系数，其中是弹性材料未受力时的长度，是横截面积，是由材料决定的一个常数，材料力学上称之为杨氏模量，在国际单位制中单位为。该物理小组通过如图甲所示的实验装置测量橡皮绳的杨氏模量，同学们将橡皮绳上端固定，刻度尺贴近橡皮绳竖直放置。在橡皮绳下端逐一增挂钩（质量均为），每增挂一只钩码均记下对应的橡皮绳伸长量，同时根据平衡条件计算出橡皮绳的拉力，实验数据如下：

钩码个数

1

2

3

4

5

6

拉力

0.49

0.98

1.47

1.96

2.45

2.94

伸长量

1.00

1.98

3.02

4.00

5.60

7.95

（1）小李同学通过观察实验数据，发现前四次实验中拉力每增加，橡皮绳伸长量的变化量几乎不变，为减小实验误差，小李同学利用“测量匀变速直线运动的加速度”时用过的“逐差法”来计算的平均值，并得出弹性系数的表达式为________。（用前四次实验橡皮绳的伸长量、、、以及表示）
（2）小赵同学利用图像法处理数据，请根据表格中的实验数据在图乙的坐标系中标出后3组数据对应的坐标点并画出图像。(      )
（3）测得实验所用橡皮绳未受力时的长度为，直径为。橡皮绳在伸长量较小时，横截面积变化很小，近似满足胡克定律。根据乙图所绘图像计算橡皮绳在近似满足胡克定律时的杨氏模量为________。（结果保留一位有效数字）
蹦极就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。下图为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连。人重60kg。运动员从距离地面45m的高台子站立着从O点自由下落，到B点弹性绳自然伸直，C点加速度为零，D为最低点，然后弹起。运动员可视为质点，不计弹性绳的质量，整个过程中忽略空气阻力。

【小题1】关于运动员从O到B的运动，下列说法中正确的是（       ）
A．匀速直线运B．匀加速直线运动C．匀减速直线运动D．变加速直线运动
【小题2】运动员从的过程中（       ）
A．的过程，运动员处于超重状态
B．的过程，运动员处于失重状态
C．运动员减少的重力势能等于弹性绳增加的弹性势能
D．的过程，运动员做加速度增加的减速运动
【小题3】同学蹦极过程中使用的弹性绳不计质量。分析在误差允许范围内，弹性绳产生的弹力遵循胡克定律。假设弹性绳索长20m，劲度系数为1000N/m。由此可以得到C点与O点的距离是（       ）（）
A．26mB．26cmC．D．
【小题4】同学进一步对弹性绳的弹力进行了探究。他猜想弹性绳在拉伸过程中弹力与形变量的关系可能满足胡克定律，为了验证猜想进行了一些实验，他选取一根弹性绳，弹性绳的劲度系数都很小。用一小量程弹簧测力计和刻度尺分别测量弹性绳的弹力与总长度，记下它每一次的长度L及对应的拉力大小F，并在坐标纸上描出如图所示的图像。

（1）由图可知，在误差允许范围内可得到的实验结论是：________。
（2）该弹性绳的劲度系数________N/m，原长________cm。（结果均保留三位有效数字）

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