Question

20．某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置測量小物塊與水平面之間的動摩擦因數和彈簧壓縮后的彈性勢能，彈簧左端固定在擋板上，帶有擋光條的小物塊將彈簧壓縮至C處，靜止釋放小物塊，小物塊與彈簧分離后通過P處光電計時器的光電門，最后停在水平面上某點B，已知當地重力加速度為g．

（1）為了測量動摩擦因數，現測得擋光條寬度為d，擋光條通過光電門的擋光時間為t，光電門到物塊停止處的距離為x，則小物塊通過光電門處的速度v=，小物塊與水平面間的動摩擦因數μ=$\frac{p9vv5xb5^{2}}{2gx{t}^{2}}$（用g、d、t、x表示）；
（2）若已經測得物體質量為m，小物塊釋放處C到光電門P間的距離為x₀，則小物塊釋放瞬間彈簧的彈性勢能E_p=$\frac{mp9vv5xb5^{2}（{x}_{0}+x）}{2x{t}^{2}}$（用m、g、d、t、x、x₀表示）．

Answer 1

分析 （1）瞬時速度等于平均速度，根據動能定理求得摩擦因數；
（2）整個過程中利用動能定理求得彈簧的彈性勢能

解答 解：（1）利用平均速度可知通過光電門的速度為$v=\fracp9vv5xb5{t}$
根據動能定理可知$-μmgx=0-\frac{1}{2}m{v}^{2}$，解得μ=$\frac{p9vv5xb5^{2}}{2gx{t}^{2}}$
（2）從C到靜止利用動能定理可知E_P-μmg（x₀+x）=0-0
解得E_P=$\frac{mp9vv5xb5^{2}（{x}_{0}+x）}{2x{t}^{2}}$
 故答案為：（1）$\fracp9vv5xb5{t}$，$\frac{p9vv5xb5^{2}}{2gx{t}^{2}}$；（2）$\frac{mp9vv5xb5^{2}（{x}_{0}+x）}{2x{t}^{2}}$

點評 本題主要考查了動能定理，抓住過程即可求得，明確瞬時速度等于平均速度即可判斷