Question

【題目】某探究小組在氣墊導軌上研究彈簧彈性勢能與形變量之間的關系，如圖所示，在導軌的左端固定一擋板，在滑塊的左端固定一個輕質彈簧，把氣墊導軌調節(jié)水平以后，先緩慢向左移動滑塊壓縮彈簧，在刻度尺上測出彈簧的壓縮量l再把滑塊由靜止釋放，彈簧離開擋板后，測出遮光條通過光電門的時間。改變彈簧的壓縮量，重復上面的實驗。已知滑塊和遮光條的總質量為m，通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep。

(1)該實驗還需要測量的物理量是______________________；

(2)該小組計算彈性勢能的表達式是Ep=______________________；

(3)在多次測量后，該小組畫出了Ep－、Ep－l、Ep－l 2的函數(shù)關系圖象，發(fā)現(xiàn)只有Ep－l 2的關系是一條過原點的直線，由此得出彈簧彈性勢能與形變量的關系是___________。

Answer 1

【答案】遮光條的寬度 彈簧的彈性勢能與形變量的二次方成正比

【解析】

根據(jù)題中“研究彈簧彈性勢能與形變量之間的關系”、“滑塊由靜止釋放，…測出遮光條通過光電門的時間”可知，本題考察彈簧彈性勢能與形變量的關系，應運用能量守恒定律、圖象法等知識分析推斷。

(1)(2)彈簧將滑塊彈出，彈簧的彈簧勢能轉化為滑塊的動能；要求滑塊的動能，需測滑塊的速度，有了滑塊上遮光條的擋光時間，還要測量的物理量是遮光條的寬度d；滑塊通過光電門時的動能，彈簧的彈性勢能。

(3) Ep－l 2的關系是一條過原點的直線，由此得出彈簧彈性勢能與形變量的關系是彈簧的彈性勢能與形變量的二次方成正比。