题目内容

【题目】某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系,已知弹簧的劲度系数为50.0N/m.

1)将弹簧固定于气垫导轨左侧。如图(a)所示:调整导轨.使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小______________.

2)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;称放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为______________________.

3)重复(2)中的操作,得到的关系如图(b)。由图可知,___________关系,由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的______________________成正比。

【答案】相等 滑块的动能 正比 压缩量的平方

【解析】

1[1].通过光电门来测量瞬时速度,从而获得释放压缩的弹簧的滑块速度,为使弹性势能完全转化为动能,则导轨必须水平,因此通过两个光电门的速度大小须相等;

2[2].用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;当释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为滑块的动能;

3[3][4].根据vx的关系图可知,图线经过原点,且是斜倾直线,则vx成正比,由动能表达式,动能与速度的大小平方成正比,而速度的大小与弹簧的压缩量成正比,因此弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量的平方成正比;

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