Question

【題目】某同學(xué)利用如圖甲裝置探究彈簧的彈性勢能與彈簧伸長量之間的關(guān)系．實驗步驟如下：

（1）用游標卡尺測量遮光條寬度d ． 如圖乙所示測量值d= ________mm．

（2）按圖甲豎直懸掛好輕質(zhì)彈簧，將輕質(zhì)遮光條水平固定在彈簧下端；在立柱上固定一指針，標示出彈簧不掛重錘時遮光條下邊緣的位置，并測出此時彈簧長度x0．

（3）測量出重錘質(zhì)量m，用輕質(zhì)細線在彈簧下方掛上重錘，測量出平衡時彈簧的長度x1，并按甲圖所示將光電門組的中心線調(diào)至與遮光條下邊緣同一高度，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?g，則此彈簧的勁度系數(shù)k =_______．

（4）用手緩慢地將重錘向上托起，直至遮光條恰好回到彈簧原長標記指針的等高處（保持細線豎直），迅速釋放重錘使其無初速下落，光電門組記下遮光條經(jīng)過的時間△t，則此時重錘下落的速度＝________，彈簧此時的彈性勢能＝_____________（均用題目所給字母符號表示）．

（5）換上不同質(zhì)量的重錘，重復(fù)步驟3、4，計算出相關(guān)結(jié)果，并驗證彈性勢能EP 與彈簧伸長量△x 之間的關(guān)系．

Answer 1

【答案】 2.45或2.50

【解析】（1）用游標卡尺測量遮光條寬度d =2mm+0.05mm×10=2.50mm．

（2）由胡克定律：mg=k(x1-x0)，解得： .

（3）遮光條經(jīng)過光電門時的速度即為重物下落的速度： ；由能量關(guān)系可知彈簧的彈性勢能：