Question

【題目】某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系，已知彈簧的勁度系數(shù)為50.0N/m.

（1）將彈簧固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)。如圖(a)所示：調(diào)整導(dǎo)軌.使滑塊自由滑動時(shí)，通過兩個(gè)光電門的速度大小______________.

（2）用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；稱放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為______________________.

（3）重復(fù)（2）中的操作，得到與的關(guān)系如圖(b)。由圖可知，與成___________關(guān)系，由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論：對同一根彈簧，彈性勢能與彈簧的______________________成正比。

Answer 1

【答案】相等 滑塊的動能 正比 壓縮量的平方

【解析】

（1）[1]．通過光電門來測量瞬時(shí)速度，從而獲得釋放壓縮的彈簧的滑塊速度，為使彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為動能，則導(dǎo)軌必須水平，因此通過兩個(gè)光電門的速度大小須相等；

（2）[2]．用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；當(dāng)釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v，釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能；

（3）[3][4]．根據(jù)v與x的關(guān)系圖可知，圖線經(jīng)過原點(diǎn)，且是斜傾直線，則v與x成正比，由動能表達(dá)式，動能與速度的大小平方成正比，而速度的大小與彈簧的壓縮量成正比，因此彈簧的彈性勢能與彈簧的壓縮量的平方成正比；