Question

【题目】某探究小组在气垫导轨上研究弹簧弹性势能与形变量之间的关系，如图所示，在导轨的左端固定一挡板，在滑块的左端固定一个轻质弹簧，把气垫导轨调节水平以后，先缓慢向左移动滑块压缩弹簧，在刻度尺上测出弹簧的压缩量l再把滑块由静止释放，弹簧离开挡板后，测出遮光条通过光电门的时间。改变弹簧的压缩量，重复上面的实验。已知滑块和遮光条的总质量为m，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能Ep。

(1)该实验还需要测量的物理量是______________________；

(2)该小组计算弹性势能的表达式是Ep=______________________；

(3)在多次测量后，该小组画出了Ep－、Ep－l、Ep－l 2的函数关系图象，发现只有Ep－l 2的关系是一条过原点的直线，由此得出弹簧弹性势能与形变量的关系是___________。

Answer 1

【答案】遮光条的宽度 弹簧的弹性势能与形变量的二次方成正比

【解析】

根据题中“研究弹簧弹性势能与形变量之间的关系”、“滑块由静止释放，…测出遮光条通过光电门的时间”可知，本题考察弹簧弹性势能与形变量的关系，应运用能量守恒定律、图象法等知识分析推断。

(1)(2)弹簧将滑块弹出，弹簧的弹簧势能转化为滑块的动能；要求滑块的动能，需测滑块的速度，有了滑块上遮光条的挡光时间，还要测量的物理量是遮光条的宽度d；滑块通过光电门时的动能，弹簧的弹性势能。

(3) Ep－l 2的关系是一条过原点的直线，由此得出弹簧弹性势能与形变量的关系是弹簧的弹性势能与形变量的二次方成正比。