Question

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示的裝置對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究：輕質(zhì)彈簧水平放置在光滑水平面上，左端固定，右端與一小球接觸而不固連。彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小球在A點(diǎn)，向左推小球壓縮彈簧至C點(diǎn)，由靜止釋放。用頻閃照相機(jī)得到小球從C點(diǎn)到B點(diǎn)的照片如圖乙所示。已知頻閃照相機(jī)頻閃時(shí)間間隔為T，重力加速度大小為g�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

(1)本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能與小球離開(kāi)彈簧時(shí)的動(dòng)能相等。為測(cè)得，除已知物理量外，至少還需測(cè)量下列物理量中的____________（填正確答案標(biāo)號(hào)）。

A.小球的質(zhì)量m B.C、A間距離

C.C、B間距離 D.A、B間距離

E.彈簧的壓縮量 F.彈簧原長(zhǎng)

(2)用所選取的測(cè)量量和已知量表示，得___________。

(3)由于水平面不是絕對(duì)光滑，測(cè)得的彈性勢(shì)能與真實(shí)值相比___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。

Answer 1

【答案】AD 偏小

【解析】

(1)[1]小球的動(dòng)能，因此需要測(cè)量小球的質(zhì)量m，小球離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大小v可以通過(guò)測(cè)得A、B間的距離結(jié)合經(jīng)過(guò)該段的時(shí)間求出，所以AD項(xiàng)的物理量需要測(cè)量，故選AD。

(2)[2]小球的動(dòng)能為

由桌面光滑，則小球從A到B做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大小

聯(lián)立解得動(dòng)能的表達(dá)式

(3)[3]由于水平面不是絕對(duì)光滑，小球在過(guò)程中克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導(dǎo)致彈簧減少的彈性勢(shì)能沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能，所以測(cè)得的彈性勢(shì)能小于其真實(shí)值。