Question

【題目】某興趣小組的同學(xué)看見一本物理書上說“在彈性限度內(nèi)，勁度系數(shù)為k的彈簧，形變量為x時(shí)彈性勢能為Ep＝kx2”，為了驗(yàn)證該結(jié)論就嘗試用“研究加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖甲)設(shè)計(jì)了以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

實(shí)驗(yàn)步驟：

A．水平桌面上放一長木板，其左端固定一彈簧，通過細(xì)繩與小車左端相連，小車的右端連接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶；

B．將彈簧拉伸x后用插銷鎖定，測出其伸長量x；

C．打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源開關(guān)后,拔掉插銷解除鎖定，小車在彈簧作用下運(yùn)動(dòng)到左端；

D．選擇紙帶上某處的A點(diǎn)測出其速度v；

E．取不同的x重復(fù)以上步驟多次，記錄數(shù)據(jù)并利用功能關(guān)系分析結(jié)論．

實(shí)驗(yàn)中已知小車的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，則：

(1)長木板右端墊一小物塊，其作用是________；

(2)如圖乙中紙帶上A點(diǎn)位置應(yīng)在________(填s1、s2、s3)的段中取；

(3)若Ep＝kx2成立，則實(shí)驗(yàn)中測量出物理量x與m、k、v關(guān)系式是x＝________．

Answer 1

【答案】(1)平衡摩擦力 (2)s2 (3) v

【解析】①本實(shí)驗(yàn)的原理是將彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小車的動(dòng)能，長木板右端墊一小物塊，其作用是平衡摩擦力；

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，點(diǎn)間距均勻，為勻速直線運(yùn)動(dòng)階段，說明速度達(dá)到最大，故紙帶上A點(diǎn)位置應(yīng)在s2段；

③根據(jù)能量守恒，有Ep＝kx2＝mv2，解得：x＝v.