Question

【题目】如图甲所示，利用气垫导轨来研究功能关系，在气垫导轨的左端固定一轻质弹簧，导轨上有一滑块A紧靠弹簧，但不连接，滑块A上固定有挡光片，滑块连同挡光片的质量为m=0.5kg。

(1)用游标卡尺测出滑块A上的挡光片的宽度，读数如图乙所示，则宽度d=______cm。

(2)将轻弹簧一端固定于气垫导轨左侧，为了调整导轨水平，可以在图甲上适当位置再增加一个光电门，打开气源，调节装置，然后水平轻推滑块，通过观察调整至通过两个光电门的时间______即可。

(3)撤掉靠近弹簧一个光电门后，用力水平将滑块A向左推，压紧弹簧，释放后，滑块A上的挡光片通过光电门的时间为△t，则可知弹簧对滑块所做的功为______（用题中所给字母表示）

(4)也可以用该装置测量弹簧的劲度系数。用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x，释放滑块，记录滑块通过光电门的时间并计算出速度v。

(5)重复(4)中的操作，得到v与x的关系图象如图丙所示，由图可知弹簧的劲度系数为______N/m。

Answer 1

【答案】 0.960 相等 50

【解析】

(1)主尺读数为：9mm；游标尺分度为0.05mm，第12个刻度对齐，故游标尺读数为：0.05×12mm=0.60mm，故宽度为：d=9+0.60=9.60mm=0.960cm。

(2)导轨水平时，滑块在导轨上应做匀速运动，所以经过两光电门的时间应相等；

(3)滑块通过光电门已经是匀速运动了，其平均速度为：v=，

瞬时速度等于平均速度，故瞬时速度为：v=，

此时滑块动能全部由弹簧弹性势能转化而来，故弹簧做功为：W=mv2=；

(4)根据功能关系可知，弹簧的弹性势能EP=mv2=kx2；

则可知v=x,则图象中的斜率k'==.

解得：k=50N/m；