Question

【題目】某探究小組在氣墊導(dǎo)軌上研究彈簧彈性勢能與形變量之間的關(guān)系，如圖所示，在導(dǎo)軌的左端固定一擋板，在滑塊的左端固定一個輕質(zhì)彈簧，把氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平以后，先緩慢向左移動滑塊壓縮彈簧，在刻度尺上測出彈簧的壓縮量l再把滑塊由靜止釋放，彈簧離開擋板后，測出遮光條通過光電門的時間。改變彈簧的壓縮量，重復(fù)上面的實驗。已知滑塊和遮光條的總質(zhì)量為m，通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep。

(1)該實驗還需要測量的物理量是______________________；

(2)該小組計算彈性勢能的表達(dá)式是Ep=______________________；

(3)在多次測量后，該小組畫出了Ep－、Ep－l、Ep－l 2的函數(shù)關(guān)系圖象，發(fā)現(xiàn)只有Ep－l 2的關(guān)系是一條過原點的直線，由此得出彈簧彈性勢能與形變量的關(guān)系是___________。

Answer 1

【答案】遮光條的寬度 彈簧的彈性勢能與形變量的二次方成正比

【解析】

根據(jù)題中“研究彈簧彈性勢能與形變量之間的關(guān)系”、“滑塊由靜止釋放，…測出遮光條通過光電門的時間”可知，本題考察彈簧彈性勢能與形變量的關(guān)系，應(yīng)運用能量守恒定律、圖象法等知識分析推斷。

(1)(2)彈簧將滑塊彈出，彈簧的彈簧勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能；要求滑塊的動能，需測滑塊的速度，有了滑塊上遮光條的擋光時間，還要測量的物理量是遮光條的寬度d；滑塊通過光電門時的動能，彈簧的彈性勢能。

(3) Ep－l 2的關(guān)系是一條過原點的直線，由此得出彈簧彈性勢能與形變量的關(guān)系是彈簧的彈性勢能與形變量的二次方成正比。