光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖1所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間,利用光電計(jì)時(shí)器來探究合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系.
如圖2所示,水平面O點(diǎn)左側(cè)是光滑平面,右側(cè)是粗糙平面,彈簧的左端固定在豎直的墻壁上,彈簧處于自然長度時(shí)右端恰好在O點(diǎn),在O點(diǎn)固定光電門可以測出木塊通過O點(diǎn)的時(shí)間,木塊與彈簧不相連.現(xiàn)用木塊將彈簧壓縮一段距離,然后由靜止釋放,將彈簧壓縮的長度x、木塊通過光電門的時(shí)間t、木塊在粗糙水平面上滑行的距離s記入表中.
實(shí)驗(yàn)序號(hào) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
壓縮量x/cm | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
時(shí)間t/s | 0.100 | 0.067 | 0.050 | 0.040 | 0.033 | 0.029 |
距離s/m | 0.50 | 1.13 | 2.00 | 3.12 | 4.50 | 6.13 |
(1)若木塊長L,通過光電門時(shí)間t,則木塊通過光電門時(shí)的速度v
=______;
(2)從理論上講,木塊在粗糙水平面上滑動(dòng)的距離s和木塊通過光電門的時(shí)間t關(guān)系應(yīng)是s∝______;請(qǐng)你運(yùn)用數(shù)據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)在圖a所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象驗(yàn)證理論的正確性;
(3)選擇適當(dāng)?shù)奈锢砹吭趫Db所示的坐標(biāo)紙上作出能直觀反映木塊在粗糙水平面上滑行距離s與彈簧壓縮量x的關(guān)系圖象,根據(jù)圖象寫出的關(guān)系應(yīng)是s∝______;
(4)由能量守恒定律,彈簧的最大彈性勢能應(yīng)等于木塊在水平面上滑行中產(chǎn)生的總內(nèi)能,由此可以確定彈簧的彈性勢能與彈簧壓縮量的關(guān)系應(yīng)是E
P∝______.