Question

7．某物理小組對(duì)輕彈簧和物塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：輕彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與物塊連接，向左腿物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能．
（1）實(shí)驗(yàn)中涉及到下列操作步驟：
A．把紙帶向左拉直
B．松手釋放物塊
C．接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源
D．向左推物塊使彈簧壓縮，并測(cè)量彈簧壓縮量
上述步驟正確的操作順序是DACB（填入代表步驟的標(biāo)號(hào)）．
（2）圖中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實(shí)際打點(diǎn)結(jié)果．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz，物塊的質(zhì)量為0.5kg，由M和L紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出該紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時(shí)的速度分別為1.29m/s和0.78m/s．比較兩紙帶可知，M（填“M”或“L”）紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能大，打L紙帶的情況下，物塊獲得最大動(dòng)能是0.15J（以上結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可明確實(shí)驗(yàn)方法以及步驟；
（2）分析紙帶，根據(jù)紙帶上距離的變化可明確物體何時(shí)離開(kāi)彈簧，再根據(jù)平均速度法可求得脫離時(shí)的速度；根據(jù)對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度可明確速度大小，從而比較彈性勢(shì)能．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先向物塊推到最左側(cè)，測(cè)量壓縮量，再把紙帶向左拉直；先接通電源，穩(wěn)定后再釋放紙帶；故步驟為DACB；
（2）由圖可知，兩點(diǎn)間的距離先增大后減小；故M紙帶2.58段時(shí)物體應(yīng)脫離彈簧；則由平均速度可求得，其速度為：v=$\frac{2.58×1{0}^{-2}}{0.02}m/s$=1.29m/s，同理對(duì)于L紙帶有：$v′=\frac{1.56×1{0}^{-2}}{0.02}m/s=0.78m/s$．
因彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能，則可知離開(kāi)時(shí)速度越大，則彈簧的彈性勢(shì)能越大；由圖可知，M中的速度要大于L中速度；故說(shuō)明M紙帶對(duì)應(yīng)的彈性勢(shì)能大．
打L紙帶的情況下，物塊獲得最大動(dòng)能為：${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{m}}^{2}=\frac{1}{2}×0.5×0.7{8}^{2}$=0.15J．
故答案為：（1）DACB；（2）1.29，0.78，M，0.15．

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究彈性勢(shì)能的實(shí)驗(yàn)，要注意通過(guò)題意分析實(shí)驗(yàn)原理，然后再結(jié)合我們所學(xué)過(guò)的規(guī)律分析求解即可；同時(shí)要求能注意實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)以及實(shí)驗(yàn)方法．