Question

【题目】某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系，已知弹簧的劲度系数为50.0N/m.

（1）将弹簧固定于气垫导轨左侧。如图(a)所示：调整导轨.使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小______________.

（2）用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；称放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为______________________.

（3）重复（2）中的操作，得到与的关系如图(b)。由图可知，与成___________关系，由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的______________________成正比。

Answer 1

【答案】相等 滑块的动能 正比 压缩量的平方

【解析】

（1）[1]．通过光电门来测量瞬时速度，从而获得释放压缩的弹簧的滑块速度，为使弹性势能完全转化为动能，则导轨必须水平，因此通过两个光电门的速度大小须相等；

（2）[2]．用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；当释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能；

（3）[3][4]．根据v与x的关系图可知，图线经过原点，且是斜倾直线，则v与x成正比，由动能表达式，动能与速度的大小平方成正比，而速度的大小与弹簧的压缩量成正比，因此弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量的平方成正比；