Question

1．某同學用圖1示實驗裝置來研究彈簧彈性勢能與彈簧壓縮量的關(guān)系，彈簧一端固定，另一端與一帶有窄片的物塊接觸，讓物塊被不同壓縮狀態(tài)的彈簧彈射出去后，沿光滑水平板滑行，在滑塊滑行途中安裝有一光電門．

（1）如圖2所示，用游標卡尺測得窄片的寬度L為5.20mm．
（2）記下窄片通過光電門的時間△t=10ms，則物塊速度為0.520m/s．
（3）若物塊質(zhì)量為m，彈簧此次彈射物塊過程中釋放的彈性勢能為$\frac{{mL}^{2}}{{2（△t）}^{2}}$（用m、L、△t表示）．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標尺讀數(shù)，注意不需要估讀；
（2）由窄片的寬度為L和窄片通過光電門的時間△t，可得物塊通過O點的速度；
（3）由能量守恒可知，彈性勢能等于動能的增加量；則可得彈性勢能；

解答 解：（1）根據(jù)圖可知該游標卡尺的主尺讀數(shù)為5mm，游標尺上第4個刻度和主尺上的某一刻度對齊，因此其讀數(shù)為：4×0.05mm=0.20mm，
故最后讀數(shù)為：5mm+0.20mm=5.20mm．
（2）由于片比較窄，可知窄片通過O的平均速度為此時物塊的瞬時速度，由窄片的寬度為L和窄片通過光電門的時間△t，
可得物塊通過O點的速度為：v_O=$\frac{L}{△t}$=$\frac{5.20×1{0}^{-3}}{10×1{0}^{-3}}$m/s=0.520m/s
（3）彈射物塊過程中釋放的彈性勢能轉(zhuǎn)化為物體的動能，由能量守恒得彈簧此次彈射物塊過程中釋放的彈性勢能為：
E_p=$\frac{1}{2}$m${v}_{o}^{2}$=$\frac{{mL}^{2}}{{2（△t）}^{2}}$．
故答案為：（1）5.20�。�2）0.520�。�3）$\frac{{mL}^{2}}{{2（△t）}^{2}}$

點評 本題主要是對于方案的設計，比較簡單，知道運用光電門可以求解物體的瞬時速度，清楚不同形式的能量的轉(zhuǎn)化．