Question

【題目】如圖甲所示，利用氣墊導軌來研究功能關系，在氣墊導軌的左端固定一輕質彈簧，導軌上有一滑塊A緊靠彈簧，但不連接，滑塊A上固定有擋光片，滑塊連同擋光片的質量為m=0.5kg。

(1)用游標卡尺測出滑塊A上的擋光片的寬度，讀數如圖乙所示，則寬度d=______cm。

(2)將輕彈簧一端固定于氣墊導軌左側，為了調整導軌水平，可以在圖甲上適當位置再增加一個光電門，打開氣源，調節(jié)裝置，然后水平輕推滑塊，通過觀察調整至通過兩個光電門的時間______即可。

(3)撤掉靠近彈簧一個光電門后，用力水平將滑塊A向左推，壓緊彈簧，釋放后，滑塊A上的擋光片通過光電門的時間為△t，則可知彈簧對滑塊所做的功為______（用題中所給字母表示）

(4)也可以用該裝置測量彈簧的勁度系數。用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x，釋放滑塊，記錄滑塊通過光電門的時間并計算出速度v。

(5)重復(4)中的操作，得到v與x的關系圖象如圖丙所示，由圖可知彈簧的勁度系數為______N/m。

Answer 1

【答案】 0.960 相等 50

【解析】

(1)主尺讀數為：9mm；游標尺分度為0.05mm，第12個刻度對齊，故游標尺讀數為：0.05×12mm=0.60mm，故寬度為：d=9+0.60=9.60mm=0.960cm。

(2)導軌水平時，滑塊在導軌上應做勻速運動，所以經過兩光電門的時間應相等；

(3)滑塊通過光電門已經是勻速運動了，其平均速度為：v=，

瞬時速度等于平均速度，故瞬時速度為：v=，

此時滑塊動能全部由彈簧彈性勢能轉化而來，故彈簧做功為：W=mv2=；

(4)根據功能關系可知，彈簧的彈性勢能EP=mv2=kx2；

則可知v=x,則圖象中的斜率k'==.

解得：k=50N/m；