实验题 较难0.4 引用2 组卷86
发生弹性形变的物体具有弹性势能。同学们为了研究弹性势能的大小与哪些因素有关,通过有关实验探究,取得数据如下:
(1)分析数据可知:Ep=k___________ ,k=___________ ;
(2)动能Ek与m、v的关系是Ek=
mv2,重力势能Ep与m、h的关系是Ep=mgh。当只有动能和势能相互转化时,机械能守恒。如图甲,一刚性系数为200N/m,长度为20cm的弹簧固定在光滑的水平面上,一个质量为0.2kg的小球从光滑曲面顶端由静止滑下,已知曲面高度h为50cm。(不计能量损失)如图乙,下滑的小球速度减为零时,弹簧的长度为___________ cm。功是能量转化多少的量度。则在此过程中,小球克服弹簧弹力做的功是___________ J。如图丙,小球被反弹到某处时速度为2m/s,此时弹簧被压缩___________ m。
材料 | 弹簧长度的变化量 | 弹簧的刚性系数A/( | 弹性势能Ep/J |
铜 | 1×10-2 | 90 | 4.5×10-3 |
钢 | 2×10-2 | 45 | 9×10-3 |
铜 | 1×10-2 | 180 | 9×10-3 |
钢 | 6×10-2 | 180 | 324×10-3 |
(2)动能Ek与m、v的关系是Ek=
23-24九年级下·山东青岛·自主招生
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小明在选用弹簧测力计的过程中,发现测量大小相同的力时,用不同规格的测力计,弹簧伸长的长度不一样。于是小明通过实验探究力的大小相同时,弹簧伸长的长度与什么因素有关。小明利用钢制弹簧剪成长短不同的弹簧甲和乙(L甲<L乙)、与弹簧甲、乙粗细相同的铜制弹簧丙、弹簧测力计设计了如图所示的实验。
(1)实验中通过______ 来反映弹簧受到拉力的大小;
(2)将一根弹簧剪成长度不同的两根,这样做的目的是得到______ 和材质均相同的两根不同弹簧;
(3)拉不同的弹簧时,实验数据如表所示:
①通过对比甲、乙两组弹簧可知,其他条件相同时,弹簧的长度越长,伸长的长度______ ;
②通过对比______ 两组弹簧可知,其他条件相同时,______ (填“铜”或“钢”)弹簧更容易伸长;
③通过数据分析还可进一步得出,同一根弹簧的伸长量与拉力成______ 比;
(4)探究结束后,小明用甲、丙两根弹簧制作成弹簧测力计,它们的外壳相同,刻度线分布情况相同。则量程较大的是______ 测力计,精度较高的是______ 测力计。(均填“甲”或“丙”)。
(1)实验中通过
(2)将一根弹簧剪成长度不同的两根,这样做的目的是得到
(3)拉不同的弹簧时,实验数据如表所示:
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
弹簧受到的拉力/N | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
甲 | 弹簧的长度/cm | 6.0 | 6.6 | 7.2 | 7.8 | 8.4 | 9.0 | 9.7 | 10.8 |
乙 | 9.0 | 9.9 | 10.8 | 11.7 | 12.6 | 13.5 | 14.4 | 15.9 | |
丙 | 6.0 | 7.0 | 8.0 | 9.0 | 10.0 | 11.0 | 12.0 | 13.0 |
②通过对比
③通过数据分析还可进一步得出,同一根弹簧的伸长量与拉力成
(4)探究结束后,小明用甲、丙两根弹簧制作成弹簧测力计,它们的外壳相同,刻度线分布情况相同。则量程较大的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/2/2f65f4d0-b758-485d-abc0-0254c7f6247e.png?resizew=159)
江苏广播电台在2019年3•15期间对某知名汽车品牌E级轿车连续出现减震器断裂事故(××减震门)进行了跟踪报道。汽车悬架系统上都装有减震器(如图甲),减震器一般和弹簧配合使用进行共同减震(结构简图如图乙),当汽车压下时弹簧被压缩,同时减震器中活塞向下运动,挤压减震器内部注入的油液,由于挤压作用,油液会在上下两个工作缸内上下流动,从而产生一定的阻力,减弱汽车的上下振动,改善汽车行驶的平顺性和舒适性。如果来自外界的力过大时,弹簧迅速压至最低位置,减震器压到底部,出现减震器断裂造成汽车底盘触及地面等严重交通事故。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/12/2956605078110208/2956827521015808/STEM/d3c8f327-a7d5-4013-936f-1eab320cef63.png?resizew=588)
(1)为避免减震器变形,车主采取的规避风险方法中,不可行的是____________ ;
A.过颠簸路段时尽量加速通过
B.适当降低汽车轮胎的胎压,提高轮胎的弹性空间
C.换用普通轮胎,避免使用强度大的防爆胎,缓解减震器压力
D.尽量避免前轮快速通过路牙或者撞到路墩
(2)在一般召回处理策略中,有些厂商采用更换减震弹簧的方式去加以巩固。通过查阅资料发现,对于某种材质的弹簧在压缩或伸长时其形变量的影响因素及实验数据如表。
在一次对汽车的减震测试中,对汽车轮胎都使用了一套这样的组合减震器。使用的减震器内部自平衡状态向下移动的最大长度为10cm,外部配备由该材质制作了长度为0.5m,横截面积为0.08cm2的减震弹簧。在经过某颠簸路段时,对某个减震器产生了2.5×104N的压力,恰好将其推到了底端。
①该材料发生形变时,伸长量的表达式为___________ (比例常数可用k表示,不用求出)。
②通过分析数据,减振弹簧受到的最大压力为___________ N。
③这个减震器在此过程中产生的平均阻力至少为多大?( )
(3)某次低速测试时,该研究小组绘制了汽车行驶中牵引力与速度的关系图象(如图),试求在本次测试中汽车发动机每分钟所做的功的大小。( )
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(1)为避免减震器变形,车主采取的规避风险方法中,不可行的是
A.过颠簸路段时尽量加速通过
B.适当降低汽车轮胎的胎压,提高轮胎的弹性空间
C.换用普通轮胎,避免使用强度大的防爆胎,缓解减震器压力
D.尽量避免前轮快速通过路牙或者撞到路墩
(2)在一般召回处理策略中,有些厂商采用更换减震弹簧的方式去加以巩固。通过查阅资料发现,对于某种材质的弹簧在压缩或伸长时其形变量的影响因素及实验数据如表。
试验次数 | 弹簧长度L/m | 横截面积S/cm2 | 所受拉力F/N | 伸长量 |
1 | 1 | 0.05 | 500 | 0.8 |
2 | 1 | 0.10 | 500 | 0.4 |
3 | 2 | 0.05 | 500 | 1.6 |
4 | 2 | 0.05 | 1000 | 3.2 |
5 | 4 | 0.10 | 1000 | 3.2 |
6 | 4 | 0.20 | 1000 | 1.6 |
①该材料发生形变时,伸长量的表达式为
②通过分析数据,减振弹簧受到的最大压力为
③这个减震器在此过程中产生的平均阻力至少为多大?
(3)某次低速测试时,该研究小组绘制了汽车行驶中牵引力与速度的关系图象(如图),试求在本次测试中汽车发动机每分钟所做的功的大小。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/12/2956605078110208/2956827521015808/STEM/f7e4127d-18f5-4a2d-8f5a-cc22d360b9ac.png?resizew=250)
同学们在学完弹簧测力计的相关知识后,自制了一个“橡皮筋测力计”,将橡皮筋不挂重物时下端对应位置标为零刻度线:挂1N重物时,下端对应位置标为1N;将这段距离等分为20格,每格表示0.05N。用此测力计测量物体重力时,发现测量值不准确。为了弄清其中的原因,同学们探究了橡皮筋的伸长与受到外力的关系。
他们利用规格为0.05N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋白板等进行了实验探究。不挂重物时,使橡皮筋下端与刻度尺的零刻度线对齐;挂不同重物时,橡皮筋下端对应不同的刻度值,作出标记,如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/8/67886b07-d845-4920-abd8-b638f054a6b1.png?resizew=97)
(1)螺母挂在橡皮筋下静止时,受到橡皮筋的拉力______ (选填“大于”“等于”或“小于”)它受到的重力;
(2)同学们在橡皮筋下依次挂上个数不等的螺母,实验数据记录如下表。
①分析实验数据可初步得出:橡皮筋下所挂重物越重,橡皮筋的伸长越______ ;
②进一步分析数据发现:每增加1个螺母时,刻度尺读数的变化量总体上是不同的,但中间有部分读数的变化量是相同的。若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0mm处,推测橡皮筋下所挂的物体重约为______ N(结果保留两位小数);若挂另一重物,静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0mm处。此时______ (选填“能”或“不能”)确定此物体的重;
(3)同学们根据实验数据,用此橡皮筋重新制作一个刻度均匀的测力计,橡皮筋上端和刻度尺的位置保持不变。若使测力计的量程最大,零刻度线应标在刻度尺的______ mm刻度处,此测力计的最大量程为______ ;
(4)同学们更换不同的橡皮筋进行探究,发现其它橡皮筋的特点均与此相似,他们由此总结出,若要用橡皮筋制作测力计,受橡皮筋材料影响,刻度均匀部分可测量范围______ ,整体上测量不准确,所以橡皮筋不适合做测力计。
他们利用规格为0.05N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋白板等进行了实验探究。不挂重物时,使橡皮筋下端与刻度尺的零刻度线对齐;挂不同重物时,橡皮筋下端对应不同的刻度值,作出标记,如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/8/67886b07-d845-4920-abd8-b638f054a6b1.png?resizew=97)
(1)螺母挂在橡皮筋下静止时,受到橡皮筋的拉力
(2)同学们在橡皮筋下依次挂上个数不等的螺母,实验数据记录如下表。
试验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
螺母个数n/个 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
螺母总重G/N | 0 | 0.05 | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.25 | 0.3 | 0.35 | 0.4 | 0.45 | 0.5 | 0.55 |
刻度尺读数L/mm | 0 | 5 | 11 | 20 | 30 | 45 | 60 | 75 | 90 | 110 | 135 | 158 |
②进一步分析数据发现:每增加1个螺母时,刻度尺读数的变化量总体上是不同的,但中间有部分读数的变化量是相同的。若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0mm处,推测橡皮筋下所挂的物体重约为
(3)同学们根据实验数据,用此橡皮筋重新制作一个刻度均匀的测力计,橡皮筋上端和刻度尺的位置保持不变。若使测力计的量程最大,零刻度线应标在刻度尺的
(4)同学们更换不同的橡皮筋进行探究,发现其它橡皮筋的特点均与此相似,他们由此总结出,若要用橡皮筋制作测力计,受橡皮筋材料影响,刻度均匀部分可测量范围
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