某同学得用气垫导轨和数字计数器探究弹簧的弹性势能与形变量的关系。如图所示,气垫导轨上有很多小孔,气泵输入压缩空气,从小孔中喷出,会使质量为滑块与导轨间有一层薄的空气,使二者不接触从而减小阻力,一端固定有轻弹簧滑块在导轨上滑行,当通过数字计数器时,遮光片档住光源,与光敏管相连的电子电路就会记录遮光时间。
(1)接通气泵,调节气垫导轨左端高度,轻推滑块,使其刚好能够匀速运动,说明气垫导轨已调节水平。
(2)使用10分度的游标卡尺,测量滑块上遮片的宽度如图乙所示,其宽度为 cm。
(3)压缩弹簧并记录压缩量。
(4)释放滑块,滑块离开弹簧后通过数字计时器显示时间。
(5)多次重复步骤③和④,将数据记录在表格中,并计算出滑块相应的速度。表格中弹簧压缩4.00cm时,其物块速度 m/s(保留三位有效数字)。
(6)从表格中的数据可以得出(在误差允许的范围内)弹簧的压缩量与物块的速度 。
(7)由机械守恒定律可知滑块的动能等于释放滑块时弹簧的弹性势能。
(8)由以上分析可得出弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量关系表达式为 其中各符号代表的物理意义 。
相关知识点
推荐试卷