Question

【題目】某同學在研究性學習中用如圖甲所示的裝置測量彈簧壓縮到某程度時的彈性勢能，探究步驟如下：

①用游標卡尺測量出小車上遮光條的寬度d；

②用裝有砝碼的小車把彈簧的右端壓縮到某一位置P，并記下這一位置，同時測量出小車到光電門的距離為x；

③釋放小車，測出小車上的遮光條通過光電門所用的時間t，則此時小車的速度v=______，并記錄小車及里面砝碼的總質(zhì)量m；

④增減小車里的砝碼，________，重復③的操作，得出一系列小車的質(zhì)量m與它通過光電門時的速度v；

⑤根據(jù)上述測得的數(shù)值算出對應的，并作出 v2-圖像如圖乙所示。

(1)將實驗步驟補充完整；

(2)由于小車與水平桌面之間存在摩擦，導致圖像沒過原點，這對于彈性勢能的求解________（填“有”或“無”）影響；

(3)由圖像可知彈簧被壓縮到位置P時具有的彈性勢能大小為________。

Answer 1

【答案】 仍用小車壓縮彈簧使其右端到位置P 無

【解析】

(1)③[1]經(jīng)過光電門的瞬時速度可以由經(jīng)過光電門時的平均速度表示，則有

④[2]增減小車里的砝碼，仍用小車把彈簧的右端壓縮到位置，重復③的操作；

(2)[3]對小車運動過程，由動能定理可知

解得

由于小車與水平桌面之間存在摩擦，導致圖象沒過原點，但這對于彈性勢能的求解無影響；

(3)[4]由和圖象可知，圖象的斜率

那么彈簧被壓縮到位置時具有的彈性勢能大小為