Question

【題目】某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究，實驗裝置如圖1所示，輕彈簧放置在傾斜的長木板上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過打點計時器并與物塊連接．向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能．

(1) 實驗中涉及下列操作步驟：

① 松手釋放物塊；

② 接通打點計時器電源；

③ 木板一端抬高以平衡摩擦；

④ 向左推物塊使彈簧壓縮，并測量彈簧壓縮量．

上述步驟正確的操作順序是________(填序號)．

(2) 甲同學實際打點結果如圖2所示，觀察紙帶，判斷測量值比真實值________(選填“偏小”或“偏大”)．

(3) 乙同學實際打點結果如圖3所示．打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz，小車質量為200 g，結合紙帶所給的數據，可求出在該紙帶對應的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為________m/s，相應的彈簧的彈性勢能為________J．(結果均保留兩位有效數字)

Answer 1

【答案】③④②① 偏小 0.78 0.061

【解析】

（1）根據實驗原理排列操作的順序；（2）根據紙帶的點跡分布分析小車的運動情況，從而分析彈性勢能的測量值和真實值之間的關系；（3）點跡間距最大時對應的速度最大，此時小車的動能等于彈性勢能.

（1）上述步驟正確的操作順序是：③④②①．

（2）由紙帶可知，物塊先加速后減速，可知肯定是平衡摩擦力不夠，彈簧的彈性勢能一部分克服摩擦力做功，則彈簧彈性勢能的測量值小于真實值.

（3）物塊脫離彈簧時的速度為；

彈性勢能：