Question

【題目】某同學利用如圖甲裝置探究彈簧的彈性勢能與彈簧伸長量之間的關系．實驗步驟如下：

（1）用游標卡尺測量遮光條寬度d ． 如圖乙所示測量值d= ________mm．

（2）按圖甲豎直懸掛好輕質彈簧，將輕質遮光條水平固定在彈簧下端；在立柱上固定一指針，標示出彈簧不掛重錘時遮光條下邊緣的位置，并測出此時彈簧長度x0．

（3）測量出重錘質量m，用輕質細線在彈簧下方掛上重錘，測量出平衡時彈簧的長度x1，并按甲圖所示將光電門組的中心線調至與遮光條下邊緣同一高度，已知當地重力加速度為 g，則此彈簧的勁度系數k =_______．

（4）用手緩慢地將重錘向上托起，直至遮光條恰好回到彈簧原長標記指針的等高處（保持細線豎直），迅速釋放重錘使其無初速下落，光電門組記下遮光條經過的時間△t，則此時重錘下落的速度＝________，彈簧此時的彈性勢能＝_____________（均用題目所給字母符號表示）．

（5）換上不同質量的重錘，重復步驟3、4，計算出相關結果，并驗證彈性勢能EP 與彈簧伸長量△x 之間的關系．

Answer 1

【答案】 2.45或2.50

【解析】（1）用游標卡尺測量遮光條寬度d =2mm+0.05mm×10=2.50mm．

（2）由胡克定律：mg=k(x1-x0)，解得： .

（3）遮光條經過光電門時的速度即為重物下落的速度： ；由能量關系可知彈簧的彈性勢能：