Question

【題目】某同學利用如圖甲裝置探究彈簧的彈性勢能Ep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】 2.50

【解析】(1) 由圖所示游標卡尺可知，主尺示數為0.2cm，游標尺示數為10×0.05mm=0.50mm=0.050cm，游標卡尺示數為0.2cm+0.050cm=0.250cm=2.50mm；

(2) 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，并按圖所示將光電門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;

(3)根據能量守恒定律得