某同学利用气垫导轨和数字计时器，探究轻弹簧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 0.5kg 滑块-组卷网

实验题适中0.65 引用1 组卷164

某同学利用气垫导轨和数字计时器，探究轻弹簧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 0.5kg 滑块与导轨之间有一层薄的空气，使二者不接触从而大大减小阻力．一端固定有轻弹簧的滑块在导轨上滑行，当通过数字计时器时，遮光片挡住光源，与光敏管相连的电子电路就会记录遮光时间△t．

(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，说明气垫导轨已经水平：
(2)使用 10 分度游标卡尺测量滑块上遮光片宽度如图乙所示，读出其宽 d=_______cm;
(3)压缩弹簧记录其压缩量；
(4)释放滑块，滑块离开弹簧后通过数字计时器，计时器显示时间△t；
(5)多次重复步骤(3)和(4)，将数据记录到数据表格中，并计算出滑块相应的动能；
(6)由机械能守恒定律可知，滑块的动能等于释放滑块时弹簧的势能：

弹簧压缩量	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00
滑块遮光时间	57.5	28.4	19.1	14.4	11.5
滑抉的动能（）	0.010	0.041	0.091	0.160

(7)表格中弹簧压缩量为 5.00cm 时，其动能为__________J（结果要求三位有效数字）；
(8)由表格中数据可知，弹簧的弹性势能与其形变量的关系为______．

18-19高三下·江西南昌·期中

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知识点：弹簧弹力做功与弹性势能的变化答案解析【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！

① 用游标卡尺测量遮光片的宽度d；
② 在气垫导轨上通过滑块将弹簧压缩x₁，滑块静止释放．由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t₁；
③ 利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度v和动能mv²；
④ 增大弹簧压缩量为x₂、x₃、…重复实验步骤②③，记录并计算相应的滑块动能mv²，如下表所示：

弹簧压缩量x(cm)	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
x²	0.25	1.00	2.25	4.00	6.25	9.00
动能mv²	0.49m	1.95m	4.40m[	7.82m	12.22m	17.60m

(1) 测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图乙所示，读得d＝________cm；
(2) 在下面两坐标系中分别作出mv²-x和mv²-x²图象______；
(3) 由机械能守恒定律，E_p＝mv²，根据图象得出结论是____________．

某学习小组欲利用气垫导轨做“弹簧劲度系数一定时探究弹簧弹性势能与弹簧形变长度的关系”实验，实验装置如图1所示。主要实验步骤如下：

a．轻弹簧左端固定在导轨左端，右端紧靠质量m=0.4 kg的滑块，但不拴接。
b．用游标卡尺测量固定在滑块上遮光条的宽度d，其示数如图2所示，则d=___________mm。
c．打开气源，滑块放在导轨上，反复调节气垫导轨，推动滑块，依次通过两个光电门，直至___________，说明气垫导轨已经调至水平了。
d．向左推滑块使弹簧压缩x₁=1.00 cm，然后释放滑块，记下遮光条通过光电门1的遮光时间t₁=8.4×10^–3s，则滑块离开弹簧时的速度v₁=___________m/s。（结果保留两位有效数字）
e．多次改变弹簧的压缩长度x，重复实验，分别记录遮光时间t，获得多组实验数据和对应的处理数据如下表，请在表格中填写对应的弹性势能E_p。

x/cm	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00	6.00
t/ms	8.40	4.19	2.79	2.09	1.69	1.39
m/J	0.05	0.20	0.45	0.81	1.24	1.83
E_p/J	___________	___________	___________	___________	___________	___________