Question

【题目】用如图甲所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放在水平气垫导轨上，其左端固定，右端恰好在O点；在O点右侧的B点安装一个光电门，计时器（图中未画出）与光电门相连。用带有遮光片的滑块将弹簧压缩到A位置，然后由静止释放滑块，计时器显示遮光片经过光电门的时间为t。

(1)用螺旋测微器测量遮光片的宽度的结果如图乙所示，则宽度d＝________mm。

(2)为了求出弹簧的弹性势能，还需要测量________。（填选项前的字母）

A．弹簧原长l0 B．当地重力加速度g C．滑块（含遮光片）的质量m0

(3)弹簧压缩到A位置时，弹性势能的表达式为_______。（用相应的字母符号表示）

Answer 1

【答案】6.007 C

【解析】

(1)先读出固定刻度，再读出螺旋刻度，而后求和即为所求；

(2)由机械能守恒定律建立弹性势能与动能间的关系，而后根据表达式再判断还需测量的物理量。

(1)[1]螺旋测微器的精确度为0.01mm，转动尺估读到0.1格，主尺6 mm+转动尺0.7×0.01 mm，则宽度为

d＝6mm+0.7×0.01mm=6.007mm(6.005~6.008)；

(2)[2]光电门可测出滑块被弹簧弹出的瞬时速度：

由机械能守恒定律知，弹性势能全部转化为动能，则

故要测出弹簧的弹性势能，只需要测出滑块（含遮光片）的质量m0，故选C。

(3)[3]由推导过程可得弹性势能表达式：