水平放置的輕彈簧,一端固定,另一端與小滑塊接觸,但不粘連;初始時(shí)滑塊靜止于水平氣墊導(dǎo)軌上的O點(diǎn),如圖(a)所示,F(xiàn)利用此裝置探究彈簧的彈性勢(shì)能Ep與其壓縮時(shí)長(zhǎng)度的改變量x的關(guān)系。先推動(dòng)小滑塊壓縮彈簧,用米尺測(cè)出x的數(shù)值;然后將小滑塊從靜止釋放。用計(jì)時(shí)器測(cè)出小滑塊從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至氣墊導(dǎo)軌上另一固定點(diǎn)A所用的時(shí)間t。多次改變x,測(cè)得的x值及其對(duì)應(yīng)的t值如下表所示。(表中的值是根據(jù)t值計(jì)算得出的)
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖(b)中的方格紙上作—x圖線。
(2)回答下列問(wèn)題:(不要求寫(xiě)出計(jì)算或推導(dǎo)過(guò)程)
①已知點(diǎn)(0,0)在—x圖線上,從—x圖線看,與x是什么關(guān)系?
②從理論上分析,小滑塊剛脫離彈簧時(shí)的動(dòng)能Ek與是什么關(guān)系?
③當(dāng)彈簧長(zhǎng)度改變量為x時(shí),彈性勢(shì)能與相應(yīng)的Ek是什么關(guān)系?
④綜合以上分析,Ep與x是什么關(guān)系?
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x(cm) | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 |
t(s) | 3.33 | 2.20 | 1.60 | 1.32 | 1.08 |
l/t(s-1) | 0.300 | 0.455 | 0.625 | 0.758 | 0.926 |
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