Question

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量彈簧彈性勢(shì)能的大小，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：一輕質(zhì)彈簧左端固定在粗糙水平固定軌道MN上，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，物塊恰好在桌面邊緣處，現(xiàn)將物塊壓縮彈簧后被鎖扣鎖住，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g

實(shí)驗(yàn)中涉及下列操作步驟：

①用天平測(cè)量出物塊的質(zhì)量m

②從教材上查出物塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；

③解除鎖扣，讓物塊拋出，測(cè)桌面到地面的高度h和物塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s；

④計(jì)算彈簧彈性勢(shì)能的大小；

（1）該實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量的物理量有____________________。

（2）更換大小不同的物塊，物塊鎖扣鎖住的位置不變，重復(fù)操作，獲得多組數(shù)值，并作出圖像如圖乙所示，由圖像可知，每次彈簧被壓縮時(shí)具有的彈性勢(shì)能大小__________，滑塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=__________。（均用含b、a、h及測(cè)量的物理量的式子表示）。

Answer 1

【答案】 （1）彈簧的壓縮量x （2）、

【解析】（1）釋放彈簧后彈簧對(duì)滑塊做功，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能，從釋放滑塊到滑塊到達(dá)桌面邊緣過(guò)程，由能量守恒定律得： ，滑塊離開(kāi)桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向：s=vt，豎直方向： ，聯(lián)立可得： ，實(shí)驗(yàn)除了測(cè)出m、h、μ和水平距離s外，還需要測(cè)出彈簧的壓縮量x。

（2）由可知， 圖象的斜率，圖象的縱軸截距：b=4μhx，解得： ，動(dòng)摩擦因數(shù)： 。