Question

【题目】某同学利用如图甲装置探究弹簧的弹性势能与弹簧伸长量之间的关系．实验步骤如下：

（1）用游标卡尺测量遮光条宽度d ． 如图乙所示测量值d= ________mm．

（2）按图甲竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端；在立柱上固定一指针，标示出弹簧不挂重锤时遮光条下边缘的位置，并测出此时弹簧长度x0．

（3）测量出重锤质量m，用轻质细线在弹簧下方挂上重锤，测量出平衡时弹簧的长度x1，并按甲图所示将光电门组的中心线调至与遮光条下边缘同一高度，已知当地重力加速度为 g，则此弹簧的劲度系数k =_______．

（4）用手缓慢地将重锤向上托起，直至遮光条恰好回到弹簧原长标记指针的等高处（保持细线竖直），迅速释放重锤使其无初速下落，光电门组记下遮光条经过的时间△t，则此时重锤下落的速度＝________，弹簧此时的弹性势能＝_____________（均用题目所给字母符号表示）．

（5）换上不同质量的重锤，重复步骤3、4，计算出相关结果，并验证弹性势能EP 与弹簧伸长量△x 之间的关系．

Answer 1

【答案】 2.45或2.50

【解析】（1）用游标卡尺测量遮光条宽度d =2mm+0.05mm×10=2.50mm．

（2）由胡克定律：mg=k(x1-x0)，解得： .

（3）遮光条经过光电门时的速度即为重物下落的速度： ；由能量关系可知弹簧的弹性势能：