Question

【题目】某兴趣小组的同学看见一本物理书上说“在弹性限度内，劲度系数为k的弹簧，形变量为x时弹性势能为Ep＝kx2”，为了验证该结论就尝试用“研究加速度与合外力、质量关系”的实验装置(如图甲)设计了以下步骤进行实验．

实验步骤：

A．水平桌面上放一长木板，其左端固定一弹簧，通过细绳与小车左端相连，小车的右端连接打点计时器的纸带；

B．将弹簧拉伸x后用插销锁定，测出其伸长量x；

C．打开打点计时器的电源开关后,拔掉插销解除锁定，小车在弹簧作用下运动到左端；

D．选择纸带上某处的A点测出其速度v；

E．取不同的x重复以上步骤多次，记录数据并利用功能关系分析结论．

实验中已知小车的质量为m，弹簧的劲度系数为k，则：

(1)长木板右端垫一小物块，其作用是________；

(2)如图乙中纸带上A点位置应在________(填s1、s2、s3)的段中取；

(3)若Ep＝kx2成立，则实验中测量出物理量x与m、k、v关系式是x＝________．

Answer 1

【答案】(1)平衡摩擦力 (2)s2 (3) v

【解析】①本实验的原理是将弹簧的弹性势能转化为小车的动能，长木板右端垫一小物块，其作用是平衡摩擦力；

②根据实验原理，点间距均匀，为匀速直线运动阶段，说明速度达到最大，故纸带上A点位置应在s2段；

③根据能量守恒，有Ep＝kx2＝mv2，解得：x＝v.