Question

【題目】某同學查閱資料得知彈簧彈性勢能的表達式為（其中k是彈簧的勁度系數，x是形變量），他想通過下圖所示的實驗裝置加以驗證。有一輕質彈簧水平放置在氣墊導軌上，左端固定，彈簧處于原長時另一端在O點處，右端緊靠滑塊，但不連接。

(1)其探究步驟如下：

①按圖1所示安裝好實驗裝置；

②用游標卡尺測量固定在滑塊上的遮光條寬度d，其示數如圖2所示，則d＝____mm；

③打開氣源，將滑塊放在導軌上，調節氣墊導軌使之水平；

④滑塊壓縮彈簧至位置A（記下此時彈簧的壓縮量x1）后由靜止釋放，記下遮光條通過光電門的時間 t1＝8×10－3s，則滑塊離開彈簧時的速度v1＝_____m/s（結果保留兩位有效數字）；

⑤重復以上步驟分別求得物體離開彈簧時的速度大小，v1取平均值；

⑥改變A點的位置，重復上面的實驗，分別得到多組 x、v的值；

(2)如果彈性勢能的表達式為，摩擦阻力不計，則物體離開彈簧時的速度v隨彈簧壓縮量x的變化圖線應該是______________。

Answer 1

【答案】3.65 0.46 過原點的一條直線

【解析】

(1)②[1]．d＝3mm+0.05mm×13=3.65mm；

④[2]．滑塊離開彈簧時的速度

(2)[3]．由能量關系

則

則物體離開彈簧時的速度v隨彈簧壓縮量x的變化圖線應該是過原點的一條直線。