12.某同学在资料上发现弹簧振子的周期公式为,弹簧的弹性势能公式为(式中k为弹簧的劲度系数,m为振子的质量,x为弹簧的形变量)。为了验证弹簧的弹性势能公式,他设计了如图甲所示的实验:轻弹簧的一端固定在水平光滑木板一端,另一端连接一个质量为M的滑块,滑块上竖直固定一个挡光条,每当挡光条挡住从光源A发出的细光束时,传感器B因接收不到光线就产生一个电信号,输入电脑后经电脑自动处理就能形成一个脉冲电压波形;开始时滑块静止在平衡位置恰好能挡住细光束。在木板的另一端有一个弹簧枪,发射出质量为m,速度为v0的一个弹丸,弹丸击中木块后留在木块中一起做简谐振动。

⑴系统在振动过程中,所具有的最大动能Ek=      ­­­­­­­­­­­   ­­­­­­­­­­­     ;

⑵系统振动过程中,在电脑上所形成的脉冲电压波形如图乙所示,由图可知该系统的振动周期大小为:T=   ­­­­­­­­­­­     ­­­­­­­­­­­   ­­­­­­­­­­­  ;

⑶如果再测出滑块振动的振幅为A,周期设为T,利用资料上提供的两个公式,结合实验中给出的已知条件求出系统振动过程中弹簧的最大弹性势能为:

Ep=     ­­­­­­­­­­­  ­­­­­­­­­­­  ­­­­­­­­­­­  ­­­­­­­­­­­  ;

通过本实验,根据机械能守恒,如发现Ek=Ep,即验证了弹簧的弹性势能公式的正确性。

 0  108138  108146  108152  108156  108162  108164  108168  108174  108176  108182  108188  108192  108194  108198  108204  108206  108212  108216  108218  108222  108224  108228  108230  108232  108233  108234  108236  108237  108238  108240  108242  108246  108248  108252  108254  108258  108264  108266  108272  108276  108278  108282  108288  108294  108296  108302  108306  108308  108314  108318  108324  108332  447090 

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