Question

【题目】某研究性学习小组的同学设计实验探究轻质弹簧的相关特性。

(1)如图甲所示，将轻质弹簧上端固定于铁架台上，在弹簧下端依次增加钩码的个数，测量出弹簧相应的长度（在弹性限度内），部分数据已填入表格中，由这些数据可得该弹簧的劲度系数k=_______N/m。（重力加速度g取10m/s2）

(2)如图乙所示，将此轻质弹簧一端固定在水平木板左端的挡板上，另一端紧靠（不粘连）一质量为m、带有挡光片的小滑块，将弹簧压缩到位置P后由静止释放。当光电门到P点的距离x时（x大于弹簧压缩量），测出小滑块上的挡光片通过光电门的时间为，已知挡光片的宽度为d，则小滑块到达光电门时的动能表达式为Ek=____。只改变光电门的位置，测出多组数据（每次小滑块都能通过光电门），并作出Ek-x图像如图丙所示。已知该图线斜率的绝对值为k，纵轴截距为b，则可知小滑块与木板间的动摩擦因数为_______，释放小滑块时弹簧的弹性势能为________。（均用题给物理量字母表示）

Answer 1

【答案】25 b

【解析】

(1)[1]由表中数据可得，弹簧的劲度系数

(2)[2]挡光片通过光电门的时间为，挡光片的宽度为d，滑块过光电门的速度

小滑块到达光电门时的动能

[3][4]从释放滑块到滑块通过光电门，据能量守恒可得

Ek-x图像斜率的绝对值为k，纵轴截距为b，则

，

解得：小滑块与木板间的动摩擦因数

释放小滑块时弹簧的弹性势能