Question

【題目】某同學利用圖甲裝置探究彈簧的彈性勢能Ep與彈策伸長量之間的關系.實驗步驟如下:

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

(2)按圖甲豎直懸掛好輕質彈簧，將輕質遮光條水平固定在彈簧下端，在立柱上固定一指針.標示出彈簧不掛重錘時遮光條下邊緣的位置，并測出此時彈簧長度x0;

(3)側址出重錘質量為m，用輕質細線在彈簧下方掛上重錘.測量出平衡時彈贊的長度為x1，并按甲圖所示將光電門組的中心線調至與遮光條下邊緣同一高度.已知當地重力加速度為g，則此彈簧的勁度系數為__________;

(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標記指針的等高處(保持細線豎直)，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間，則此時重錘下落的速度為_______.彈簧此時的彈性勢能為_____________(均用題目所給字母符號表示);

(5)該同學換上不同質量的重錘，測出多組數據并畫出了圖象.由圖可知彈性勢能與彈黃伸長量之間的關系是_____________________________.

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速度，故

（4）根據能量守恒定律可知重力勢能轉化為動能和彈簧的彈性勢能，故，解得

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