Question

13．如圖，在很長(zhǎng)的水平桌面上放置的彈簧一端固定在墻上，另一端緊靠一木塊，并用手水平向左壓住木塊，由于彈簧勁度系數(shù)很大，故壓縮量很小．請(qǐng)利用一架天平、一塊秒表和一把直尺，測(cè)出彈簧的彈性勢(shì)能．
①寫出測(cè)量方法測(cè)出m，再測(cè)出m滑行的距離S和時(shí)間t．．
②推導(dǎo)出根據(jù)測(cè)量所得的量計(jì)算彈性勢(shì)能的表達(dá)式．

Answer 1

分析 ①明確題意，根據(jù)給出的儀器和實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行分析，從而明確實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)量的物理量；
②根據(jù)位移公式可求得物體離開(kāi)彈簧時(shí)的初速度，再根據(jù)功能關(guān)系即可分析彈簧具有的彈性勢(shì)能．

解答 解：①由題意可知，要測(cè)量彈簧的彈性勢(shì)能，應(yīng)利用功能關(guān)系，求出物體獲得的動(dòng)能； 而要測(cè)量動(dòng)能，由于題目中只給出直尺和秒表，所以應(yīng)通過(guò)測(cè)量物體滑行的距離和時(shí)間，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解速度，故應(yīng)測(cè)出m，再測(cè)出m滑行的距離S和時(shí)間t．
②由x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}{v}_{0}t$可得：v₀=$\frac{2s}{t}$
木塊的初動(dòng)能為：E_k0=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}=\frac{2{S}_{2}m}{{t}^{2}}$
由功能關(guān)系可知 彈簧的彈性勢(shì)能為：E_P=$\frac{2{S}^{2}m}{{t}^{2}}$．
故答案為：①測(cè)出m，再測(cè)出m滑行的距離S和時(shí)間t；②彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式為E_P=$\frac{2{S}^{2}m}{{t}^{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證明彈簧彈力和形變量間的關(guān)系以及功能關(guān)系的應(yīng)用，為探究型實(shí)驗(yàn)，要注意正確理解實(shí)驗(yàn)原理，認(rèn)真審題，根據(jù)題意確定實(shí)驗(yàn)原理，才能準(zhǔn)確求解．