Question

【題目】如圖甲所示，利用氣墊導(dǎo)軌來研究功能關(guān)系，在氣墊導(dǎo)軌的左端固定一輕質(zhì)彈簧，導(dǎo)軌上有一滑塊A緊靠彈簧，但不連接，滑塊A上固定有擋光片，滑塊連同擋光片的質(zhì)量為m=0.5kg。

(1)用游標(biāo)卡尺測出滑塊A上的擋光片的寬度，讀數(shù)如圖乙所示，則寬度d=______cm。

(2)將輕彈簧一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，為了調(diào)整導(dǎo)軌水平，可以在圖甲上適當(dāng)位置再增加一個(gè)光電門，打開氣源，調(diào)節(jié)裝置，然后水平輕推滑塊，通過觀察調(diào)整至通過兩個(gè)光電門的時(shí)間______即可。

(3)撤掉靠近彈簧一個(gè)光電門后，用力水平將滑塊A向左推，壓緊彈簧，釋放后，滑塊A上的擋光片通過光電門的時(shí)間為△t，則可知彈簧對(duì)滑塊所做的功為______（用題中所給字母表示）

(4)也可以用該裝置測量彈簧的勁度系數(shù)。用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x，釋放滑塊，記錄滑塊通過光電門的時(shí)間并計(jì)算出速度v。

(5)重復(fù)(4)中的操作，得到v與x的關(guān)系圖象如圖丙所示，由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為______N/m。

Answer 1

【答案】 0.960 相等 50

【解析】

(1)主尺讀數(shù)為：9mm；游標(biāo)尺分度為0.05mm，第12個(gè)刻度對(duì)齊，故游標(biāo)尺讀數(shù)為：0.05×12mm=0.60mm，故寬度為：d=9+0.60=9.60mm=0.960cm。

(2)導(dǎo)軌水平時(shí)，滑塊在導(dǎo)軌上應(yīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，所以經(jīng)過兩光電門的時(shí)間應(yīng)相等；

(3)滑塊通過光電門已經(jīng)是勻速運(yùn)動(dòng)了，其平均速度為：v=，

瞬時(shí)速度等于平均速度，故瞬時(shí)速度為：v=，

此時(shí)滑塊動(dòng)能全部由彈簧彈性勢能轉(zhuǎn)化而來，故彈簧做功為：W=mv2=；

(4)根據(jù)功能關(guān)系可知，彈簧的彈性勢能EP=mv2=kx2；

則可知v=x,則圖象中的斜率k'==.

解得：k=50N/m；