一同学要探究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:
如图,在一个水平固定的粗糙杆上套有一小球,小球与杆之间的摩擦力大小恒为f,小球和固定端之间有一轻质弹簧,弹簧左端固定,右端和小球不固连,现用力推动小球使弹簧压缩一段距离x后,再由静止释放小球,小球向右运动距离s后停止(此时小球已离开弹簧),设水平杆足够长,多次重复以上步骤,记录s和相应的x数据如下:
弹簧压缩量 (x/cm) |
3.00 |
4.00 |
5.00 |
6.00 |
7.00 |
小球滑行的距离(s/cm) |
4.50 |
7.99 |
12.50 |
18.01 |
24.50 |
(1)写出弹簧的弹性势能Ep与小球滑行距离s的关系式 ;
(2)由表中数据,可得s与x的关系是 ;
(3)由(1)、(2)的结论得到弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系是 。
四、计算题:本题共4小题,其中第17题6分,第18题8分,第19、20题各12分,共38分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不得分。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。
有三个粒子a、b、c(不计重力)以相同的速度垂直射入匀强磁场中,它们的运动轨迹如图所示,其中b粒子做直线运动,则a粒子带____________电,b粒子____________,c粒子带_______________电.
质量为m、带电荷量为q的粒子,在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,其圆周半径为r,则表示这个带电粒子运动而形成的环形电流的大小为_________________.
如图所示,回旋加速器D形盒的半径为r,匀强磁场的磁感应强度为B.一个质量为m、电荷量为q的粒子在加速器的中央从速度为零开始加速.根据回旋加速器的这些数据,估算出该粒子离开加速器时获得的动能为________________.
如图所示,一束β粒子自下而上进入垂直纸面的匀强磁场后发生偏转,则磁场方向_____________,进入磁场后,β粒子的动能______________(填“增加”“减少”或“不变”).
如图15-5-12所示,电容器两极板相距为d,两端电压为U,板间的匀强磁场为B,一束带正电的粒子从图示方向射入,穿过电容器后进入另一匀强磁场B2,结果分别打在a、b两点,两点间的距离为ΔR,由此可知,打在两点的粒子质量差Δm=__________.(带电荷量均为+q)
图15-5-12