Question

【題目】某研究性學習小組的同學設計實驗探究輕質彈簧的相關特性。

(1)如圖甲所示，將輕質彈簧上端固定于鐵架臺上，在彈簧下端依次增加鉤碼的個數，測量出彈簧相應的長度（在彈性限度內），部分數據已填入表格中，由這些數據可得該彈簧的勁度系數k=_______N/m。（重力加速度g取10m/s2）

(2)如圖乙所示，將此輕質彈簧一端固定在水平木板左端的擋板上，另一端緊靠（不粘連）一質量為m、帶有擋光片的小滑塊，將彈簧壓縮到位置P后由靜止釋放。當光電門到P點的距離x時（x大于彈簧壓縮量），測出小滑塊上的擋光片通過光電門的時間為，已知擋光片的寬度為d，則小滑塊到達光電門時的動能表達式為Ek=____。只改變光電門的位置，測出多組數據（每次小滑塊都能通過光電門），并作出Ek-x圖像如圖丙所示。已知該圖線斜率的絕對值為k，縱軸截距為b，則可知小滑塊與木板間的動摩擦因數為_______，釋放小滑塊時彈簧的彈性勢能為________。（均用題給物理量字母表示）

Answer 1

【答案】25 b

【解析】

(1)[1]由表中數據可得，彈簧的勁度系數

(2)[2]擋光片通過光電門的時間為，擋光片的寬度為d，滑塊過光電門的速度

小滑塊到達光電門時的動能

[3][4]從釋放滑塊到滑塊通過光電門，據能量守恒可得

Ek-x圖像斜率的絕對值為k，縱軸截距為b，則

，

解得：小滑塊與木板間的動摩擦因數

釋放小滑塊時彈簧的彈性勢能