(2014•广东模拟)某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系.

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  • 解题思路:(1)根据胡克定律,F=k△x,结合表格数据,将单位统一,即可求解;

    (2)调整导轨的目的时,滑块在导轨上做匀速直线运动,即可求解结果;

    (3)当释放压缩的弹簧时,弹性势能转化为滑块的动能,再由光电门测量瞬时速度,求出弹性势能的大小;

    (4)根据v与x的关系图,可知,v与x成正比,结合动能表达式,即可知弹性势能与压缩量的关系,从而即可求解.

    (1)表格中,当50g时,弹簧长度为8.62cm,当100g时,弹簧长度为7.63cm,

    当150g时,弹簧长度为6.66cm,

    根据胡克定律,F=k△x,设弹簧的劲度系数为k,原长为x0

    则列式:0.05×9.8=k(x0-0.0862);

    0.1×9.8=k(x0-0.0763);

    联立两式,解得:k=50N/m;

    (2)通过光电门来测量瞬时速度,从而获得释放压缩的弹簧的滑块速度,

    为使弹性势能完全转化为动能,则导轨必须水平,因此通过两个光电门的速度大小须相等;

    (3)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;

    当释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为滑块的动能;

    (4)根据v与x的关系图可知,图线经过原点,且是斜倾直线,则v与x成正比,

    由动能表达式,动能与速度的大小平方成正比,而速度的大小与弹簧的压缩量成正比,因此弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量的平方成正比;

    故答案为:①50②相等③滑块的动能④正比,压缩量

    点评:

    本题考点: 验证机械能守恒定律.

    考点点评: 考查胡克定律的应用,注意弹簧的长度与形变量的区别,理解光电门能测量瞬时速度的原理,知道弹簧弹性势能与滑块动能的关系.同时注意图线的物理含义.