Question

利用气垫导轨探究弹簧的弹性势能与形变量的关系，在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块，滑块的一端与轻弹簧贴近，弹簧另一端固定在气垫导轨的一端，将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置(如图甲)，使弹簧处于自然状态时，滑块向左压缩弹簧一段距离，然后静止释放，与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间，可计算出滑块离开弹簧后的速度大小．实验步骤如下：

① 用游标卡尺测量遮光片的宽度d；
② 在气垫导轨上通过滑块将弹簧压缩x₁，滑块静止释放．由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t₁；
③ 利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度v和动能mv²；
④ 增大弹簧压缩量为x₂、x₃、…重复实验步骤②③，记录并计算相应的滑块动能mv²，如下表所示：

弹簧压缩量x(cm)	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
x2	0.25	1.00	2.25	4.00	6.25	9.00
动能mv2	0.49m	1.95m	4.40m[	7.82m	12.22m	17.60m

(1) 测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图乙所示，读得d＝________cm；
(2) 在下面两坐标系中分别作出mv²x和mv²x²图象；
(3) 由机械能守恒定律，E_p＝mv²，根据图象得出结论是________________________________________________________________________．

Answer 1

(1) 1.02　(2) 如下图

(3) 弹性势能大小与形变量的平方成正比

解析