Question

某同學在資料上發現彈簧振子的周期公式為，彈簧的彈性勢能公式為成（式中k為彈簧的勁度系數，m為振子的質量，x為彈簧的形變量）．為了驗證彈簧的彈性勢能公式，他設計了如圖甲所示的實驗：輕彈簧的一端固定在水平光滑木板一端，另一端連接一個質量為M的滑塊，滑塊上豎直固定一個擋光條，每當擋光條擋住從光源A發出的細光束時，傳感器B因接收不到光線就產生一個電信號，輸入電腦后經電腦自動處理就能形成一個脈沖電壓波形；開始時滑塊靜止在平衡位置恰好能擋住細光束．在木板的另一端有一個彈簧槍，發射出質量為m，速度為v0的彈丸，彈丸擊中木塊后留在木塊中一起做簡諧振動．

⑴系統在振動過程中，所具有的最大動能Ek＝           ；

⑵系統振動過程中，在電腦上所形成的脈沖電壓波形如圖乙所示，由圖可知該系統的振動周期大小為：T＝          ；

⑶如果再測出滑塊振動的振幅為A，利用資料上提供的兩個公式求出系統振動過程中彈簧的最大彈性勢能為：Ep＝          ；

       通過本實驗，根據機械能守恒，如發現Ek＝Ep，即驗證了彈簧的彈性勢能公式的正確性．

 

Answer 1

【答案】

（1）（3分）    

（2）2T0（3分）            

（3）（或）（3分）

【解析】略