(2011?宜昌二模)某同學在資料上發(fā)現(xiàn)彈簧振子的周期公式為
T=2π,彈簧的彈性勢能公式為成
Ep=kx2(式中k為彈簧的勁度系數(shù),m為振子的質量,x為彈簧的形變量).為了驗證彈簧的彈性勢能公式,他設計了如圖甲所示的實驗:輕彈簧的一端固定在水平光滑木板一端,另一端連接一個質量為M的滑塊,滑塊上豎直固定一個擋光條,每當擋光條擋住從光源A發(fā)出的細光束時,傳感器B因接收不到光線就產生一個電信號,輸入電腦后經(jīng)電腦自動處理就能形成一個脈沖電壓波形;開始時滑塊靜止在平衡位置恰好能擋住細光束.在木板的另一端有一個彈簧槍,發(fā)射出質量為m,速度為v0的彈丸,彈丸擊中木塊后留在木塊中一起做簡諧振動.
(1)系統(tǒng)在振動過程中,所具有的最大動能Ek=
;
(2)系統(tǒng)振動過程中,在電腦上所形成的脈沖電壓波形如圖乙所示,由圖可知該系統(tǒng)的振動周期大小為:T=
2T0
2T0
;
(3)如果再測出滑塊振動的振幅為A,利用資料上提供的兩個公式求出系統(tǒng)振動過程中彈簧的最大彈性勢能為:Ep=
;
通過本實驗,根據(jù)機械能守恒,如發(fā)現(xiàn)Ek=Ep,即驗證了彈簧的彈性勢能公式的正確性