Question

【题目】某同学利用图甲装置探究弹簧的弹性势能Ep与弹策伸长量之间的关系.实验步骤如下:

(1)用游标卡尺测量遮光条宽度d，如图乙所示侧最值d=_______ mm;

(2)按图甲竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端，在立柱上固定一指针.标示出弹簧不挂重锤时遮光条下边缘的位置，并测出此时弹簧长度x0;

(3)侧址出重锤质量为m，用轻质细线在弹簧下方挂上重锤.测量出平衡时弹赞的长度为x1，并按甲图所示将光电门组的中心线调至与遮光条下边缘同一高度.已知当地重力加速度为g，则此弹簧的劲度系数为__________;

(4)用手缓慢地将重锤向上托起，直至遮光条恰好回到弹簧原长标记指针的等高处(保持细线竖直)，迅速释放重锤使其无初速下落，光电门组记下遮光条遮光的时间，则此时重锤下落的速度为_______.弹簧此时的弹性势能为_____________(均用题目所给字母符号表示);

(5)该同学换上不同质量的重锤，测出多组数据并画出了图象.由图可知弹性势能与弹黄伸长量之间的关系是_____________________________.

Answer 1

【答案】 2.50 EP与△x2成正比（EP=k△x2，k为定值）

【解析】（1）遮光条的宽度为

（2）根据胡可定律可知，解得

（3）由于遮光条非常窄，所以通过光电门的平均速度可近似等于其的瞬时速度，故

（4）根据能量守恒定律可知重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，故，解得

（5）从图中可以看出图像为一条通过原点的直线，所以，即两者成正比关系， ，k为定值