Question

【題目】某同學(xué)利用圖甲裝置探究彈簧的彈性勢(shì)能Ep與彈策伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)步驟如下:

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條寬度d，如圖乙所示側(cè)最值d=_______ mm;

(2)按圖甲豎直懸掛好輕質(zhì)彈簧，將輕質(zhì)遮光條水平固定在彈簧下端，在立柱上固定一指針.標(biāo)示出彈簧不掛重錘時(shí)遮光條下邊緣的位置，并測(cè)出此時(shí)彈簧長(zhǎng)度x0;

(3)側(cè)址出重錘質(zhì)量為m，用輕質(zhì)細(xì)線在彈簧下方掛上重錘.測(cè)量出平衡時(shí)彈贊的長(zhǎng)度為x1，并按甲圖所示將光電門組的中心線調(diào)至與遮光條下邊緣同一高度.已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g，則此彈簧的勁度系數(shù)為__________;

(4)用手緩慢地將重錘向上托起，直至遮光條恰好回到彈簧原長(zhǎng)標(biāo)記指針的等高處(保持細(xì)線豎直)，迅速釋放重錘使其無初速下落，光電門組記下遮光條遮光的時(shí)間，則此時(shí)重錘下落的速度為_______.彈簧此時(shí)的彈性勢(shì)能為_____________(均用題目所給字母符號(hào)表示);

(5)該同學(xué)換上不同質(zhì)量的重錘，測(cè)出多組數(shù)據(jù)并畫出了圖象.由圖可知彈性勢(shì)能與彈黃伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系是_____________________________.

Answer 1

【答案】 2.50 EP與△x2成正比（EP=k△x2，k為定值）

【解析】（1）遮光條的寬度為

（2）根據(jù)胡可定律可知，解得

（3）由于遮光條非常窄，所以通過光電門的平均速度可近似等于其的瞬時(shí)速度，故

（4）根據(jù)能量守恒定律可知重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能，故，解得

（5）從圖中可以看出圖像為一條通過原點(diǎn)的直線，所以，即兩者成正比關(guān)系， ，k為定值