Question

【題目】某同學經查閱資料得知：彈簧彈性勢能的表達式為EP=kx2，其中k為彈簧的勁度系數，x為彈簧的形變量。為驗證這個結論，他找來一根勁度系數未知的輕質彈簧和已知質量為m的物塊，事先測出物塊與水平面間的動摩擦因數μ的值，又查出當地重力加速度g的值。

（1）在測量實驗所用彈簧的勁度系數k時，若只能選用一個測量儀器，則可以選擇_______。

（2）在測出彈簧的勁度系數k和物塊與水平面間的動摩擦因數μ的值之后，按照圖10所示的方式進行儀器組裝：彈簧左端固定在墻上，物塊緊靠彈簧右端放置在水平面上，且與彈簧不拴接。

在彈簧處于原長的情況下，標記物塊左側邊緣（即彈簧右端）的位置O；然后用水平力推物塊，將彈簧壓縮，標記彈簧壓縮最短時物塊左側邊緣的位置A；然后突然撤去推力，彈簧將物塊推出，物塊滑行一段距離后停下，標記此時物塊左側邊緣的位置B。測得OA之間的距離為x1，OB之間的距離為x2。

在分析實驗數據時，若算出_________與_______的值近似相等，便可視為成功驗證了彈簧的彈性勢能表達式。（用測得的物理量和已知物理量的符號表示）

Answer 1

【答案】毫米刻度尺

【解析】

（1）要驗證EP=kx2，一般是需要測量彈簧的原長和形變量，所以需要用到刻度尺；
（2）該實驗中，用到了物塊與水平面間的動摩擦因數μ的值，所以實驗的原理與μ有關，要考慮實驗的原理可能是使用能量的轉化與守恒，即彈簧的彈力做功，轉化為物體的機械能；摩擦力做功機械能有轉化為內能．減少的彈性勢能：EP＝kx12，摩擦力做功：W=μmg（x1+x2），整個的過程中彈簧的做功與摩擦力做功的總和為0：若kx12μmg(x1+x2)＝00成立，則說明彈簧的彈性勢能為EP＝kx12．所以要計算出kx12與μmg（x1+x2）的值近似相等．