Question

【題目】（1）為探究彈簧的彈力與形變量的關(guān)系（形變?cè)趶椥韵薅戎畠?nèi)），甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，裝置圖如下：

第一步，調(diào)節(jié)彈簧與力傳感器和滑塊連接點(diǎn)位置，使彈簧與氣墊導(dǎo)軌平行。

第二步，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌處于水平。調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的螺釘，若 ，則表示氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)整水平。并記錄此時(shí)滑塊的位置。

第三步，把沙桶和滑塊通過(guò)快過(guò)定滑輪的細(xì)線鏈接起來(lái)，調(diào)節(jié)滑輪高低使得細(xì)線與導(dǎo)軌平行。

第四步，往沙桶里加入適量的細(xì)沙，記錄滑塊靜止時(shí)的位置及力傳感器的示數(shù)。

第五步，重復(fù)第四步實(shí)驗(yàn)多次，依次記錄滑塊的位置、……及相應(yīng)的力傳感器的示數(shù)、……。

第六步，在坐標(biāo)紙上作出F與圖像，如上圖，則可得結(jié)論： 。

圖像不過(guò)原點(diǎn)的可能原因是： ；若縱截距值很小可忽略，則有圖像知滑塊從位置運(yùn)動(dòng)到位置過(guò)程中滑塊對(duì)彈簧做的功： （用、、表示）。

（2）在上述基礎(chǔ)之上，乙同學(xué)也想用上述裝置研究彈簧、滑塊、沙桶和沙組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，他進(jìn)行了如下操作。在沙桶中加入適量的沙子，使系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，然后用手托住沙桶沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，使滑塊恰好回到（已知）位置，放手后，沙桶下落。該同學(xué)為了完成本實(shí)驗(yàn)，下列必需的操作是：

A．測(cè)量滑塊的質(zhì)量M

B．測(cè)量沙和沙桶的總質(zhì)量m

C．記錄系統(tǒng)靜止時(shí)滑塊的位置

D．記錄滑塊向右運(yùn)動(dòng)的最大位置記為

Answer 1

【答案】（1）力傳感器的示數(shù)為零；彈簧彈力與形變量成線性關(guān)系；

（2）CD

【解析】試題分析：（1）第二步當(dāng)氣墊導(dǎo)軌處于水平，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，故此時(shí)力傳感器的示數(shù)為零；

第六步，為彈簧的形變量，則由圖像可以知道：彈簧彈力與形變量成線性關(guān)系；圖像不過(guò)原點(diǎn)的可能原因是：橫坐標(biāo)為零的時(shí)候，彈力不為零，則彈簧不受外力處于壓縮狀態(tài)；從圖像上可以得到，力是均勻增加，則可以用平均力代替，則。

（2）當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，則：，當(dāng)滑塊向右運(yùn)動(dòng)的最大位置時(shí)，系統(tǒng)速度為零，則系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能等于增加的彈性勢(shì)能即彈力所做的功，即減少的重力勢(shì)能為：，增加彈性勢(shì)能為：，故選項(xiàng)CD正確。