Question

【題目】（1）為探究彈簧的彈力與形變量的關(guān)系（形變在彈性限度之內(nèi)），甲同學設(shè)計了如下實驗，裝置圖如下：

第一步，調(diào)節(jié)彈簧與力傳感器和滑塊連接點位置，使彈簧與氣墊導(dǎo)軌平行。

第二步，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌處于水平。調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的螺釘，若 ，則表示氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)整水平。并記錄此時滑塊的位置。

第三步，把沙桶和滑塊通過快過定滑輪的細線鏈接起來，調(diào)節(jié)滑輪高低使得細線與導(dǎo)軌平行。

第四步，往沙桶里加入適量的細沙，記錄滑塊靜止時的位置及力傳感器的示數(shù)。

第五步，重復(fù)第四步實驗多次，依次記錄滑塊的位置、……及相應(yīng)的力傳感器的示數(shù)、……。

第六步，在坐標紙上作出F與圖像，如上圖，則可得結(jié)論： 。

圖像不過原點的可能原因是： ；若縱截距值很小可忽略，則有圖像知滑塊從位置運動到位置過程中滑塊對彈簧做的功： （用、、表示）。

（2）在上述基礎(chǔ)之上，乙同學也想用上述裝置研究彈簧、滑塊、沙桶和沙組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，他進行了如下操作。在沙桶中加入適量的沙子，使系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，然后用手托住沙桶沿豎直方向運動，使滑塊恰好回到（已知）位置，放手后，沙桶下落。該同學為了完成本實驗，下列必需的操作是：

A．測量滑塊的質(zhì)量M

B．測量沙和沙桶的總質(zhì)量m

C．記錄系統(tǒng)靜止時滑塊的位置

D．記錄滑塊向右運動的最大位置記為

Answer 1

【答案】（1）力傳感器的示數(shù)為零；彈簧彈力與形變量成線性關(guān)系；

（2）CD

【解析】試題分析：（1）第二步當氣墊導(dǎo)軌處于水平，彈簧處于原長狀態(tài)，故此時力傳感器的示數(shù)為零；

第六步，為彈簧的形變量，則由圖像可以知道：彈簧彈力與形變量成線性關(guān)系；圖像不過原點的可能原因是：橫坐標為零的時候，彈力不為零，則彈簧不受外力處于壓縮狀態(tài)；從圖像上可以得到，力是均勻增加，則可以用平均力代替，則。

（2）當系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)時，則：，當滑塊向右運動的最大位置時，系統(tǒng)速度為零，則系統(tǒng)減少的重力勢能等于增加的彈性勢能即彈力所做的功，即減少的重力勢能為：，增加彈性勢能為：，故選項CD正確。