Question

利用氣墊導軌探究彈簧的彈性勢能與形變量的關系，在氣墊導軌上放置一帶有遮光片的滑塊，滑塊的一端與輕彈簧貼近，彈簧另一端固定在氣墊導軌的一端，將一光電門P固定在氣墊導軌底座上適當位置(如圖甲)，使彈簧處于自然狀態時，滑塊向左壓縮彈簧一段距離，然后靜止釋放，與光電門相連的光電計時器可記錄遮光片通過光電門時的擋光時間，可計算出滑塊離開彈簧后的速度大小．實驗步驟如下：

① 用游標卡尺測量遮光片的寬度d；
② 在氣墊導軌上通過滑塊將彈簧壓縮x₁，滑塊靜止釋放．由光電計時器讀出滑塊第一次通過光電門時遮光片的擋光時間t₁；
③ 利用所測數據求出滑塊第一次通過光電門時的速度v和動能mv²；
④ 增大彈簧壓縮量為x₂、x₃、…重復實驗步驟②③，記錄并計算相應的滑塊動能mv²，如下表所示：

彈簧壓縮量x(cm)	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
x2	0.25	1.00	2.25	4.00	6.25	9.00
動能mv2	0.49m	1.95m	4.40m[	7.82m	12.22m	17.60m

(1) 測量遮光片的寬度時游標卡尺讀數如圖乙所示，讀得d＝________cm；
(2) 在下面兩坐標系中分別作出mv²x和mv²x²圖象；
(3) 由機械能守恒定律，E_p＝mv²，根據圖象得出結論是________________________________________________________________________．

Answer 1

(1) 1.02　(2) 如下圖

(3) 彈性勢能大小與形變量的平方成正比

解析