Question

【题目】某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图所示，轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

(1)打点计时器使用的电源是________

A．直流电源 B．交流电源 C．都可以

(2)实验中涉及下列操作步骤：

①把纸带向左拉直

②松手释放物块

③接通打点计时器电源

④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量

上述步骤正确的操作顺序是__________________________(填入代表步骤的序号)。

(3)如图中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果。打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，物块质量为200g。比较两纸带可知，________(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大，相应的弹簧的弹性势能为________ J（结果保留两位有效数字）。

(4)若实际中物块与桌面间的动摩擦因数为，开始时弹簧的压缩量为，物块的质量为m，当弹簧恢复原长时物块获得的速度大小为v，，则开始时弹簧的弹性势能表达式为________________。

Answer 1

【答案】B ④①③② M 0.17

【解析】

(1)打点计时器使用的电源是交流电源，故选项B正确；

(2)实验中应先向物块推到最左侧，测量压缩量，再把纸带向左拉直；先接通电源，稳定后再释放纸带；故步骤为④①③②；

(3)因弹簧的弹性势能转化为物体的动能，则可知离开时速度越大，则弹簧的弹性势能越大，由图可知中的速度要大于中速度，故说明纸带对应的弹性势能大；

由于物体离开弹簧后做匀速直线运动，因此其速度，相应的弹簧的弹性势能为；

(4)根据能量守恒定律可得开始时弹簧的弹性势能等于弹簧恢复原长时物块获得的动能和实际中物块与桌面间的摩擦生热的内能之和，即开始时弹簧的弹性势能为