Question

【題目】某小組的同學(xué)通過設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證：“在彈性限度內(nèi)，勁度系數(shù)為k的輕彈簧從形

變量為x到恢復(fù)原長的過程中，彈力做的功為的結(jié)論。

(1)部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A.將一輕彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌的左端，彈簧左端固定，讓彈簧處于自然狀態(tài)。在 彈簧下面的氣墊導(dǎo)軌上水平的固定一把刻度尺，刻度尺的零刻度線與彈簧的左端剛好對齊，此時(shí)彈簧右端在刻度尺上對應(yīng)的示數(shù)為x1，如圖甲所示。

B.用彈簧測力計(jì)拉著彈簧右端水平向右緩慢移動(dòng)，當(dāng)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F時(shí)，彈簧右端在刻度尺上對應(yīng)的示數(shù)為x2，如圖乙所示（彈簧的形變在彈性限度內(nèi)）。則此彈簧的勁度系數(shù)為____。

C.在水平氣墊導(dǎo)軌的右端合適位置安裝一個(gè)光電門（光電門距離彈簧最左端的距離大于x1），如圖丙所示。

D．用天平測得小車（帶有遮光條）的質(zhì)量為m，用螺旋測微器測遮光條寬度d的結(jié)果如圖丁所示，則d=____mm。

E．把小車置于氣墊導(dǎo)軌上，向左推小車使彈簧壓縮一段距離（彈簧與小車未拴接），此時(shí)彈簧右端在刻度尺上對應(yīng)的示數(shù)為x3，如圖丙所示（彈簧的形 變在彈性限度內(nèi)）。由靜止釋放小車，測得小車通過光電門時(shí)的遮光時(shí)間△t。小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度大小為________（用實(shí)驗(yàn)中所測物理量的符號(hào)表示）；

(2)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，若 ____= __（用實(shí)驗(yàn)中所測物理量的符號(hào)表示），就可驗(yàn)證彈力做的功的結(jié)論；

(3)同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)過程中有如下討論，其中對減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說法是____

A．遮光條的寬度越小越好

B.把氣墊導(dǎo)軌左端墊起適當(dāng)高度來平衡摩擦力

C.計(jì)算彈簧勁度系數(shù)時(shí)，多次測量取平均值

D.向左推小車壓縮彈簧時(shí)，彈簧形變量越大越好

Answer 1

【答案】 2.670 C

【解析】（1）根據(jù)胡克定律可得，解得；

（2）螺旋測微器的讀數(shù)為；

（3）遮光條非常窄，所以通過光電門的平均速度可近似認(rèn)為是通過光電門的平均速度，故；

（3）彈力做功，動(dòng)能增加量為，故只要，則結(jié)論得證；

（4）如果滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度很小，即使遮光條的寬度很小，遮光時(shí)間也較長，A錯(cuò)誤；氣墊導(dǎo)軌傾斜，彈簧可能由于自身的重力導(dǎo)致自然長度有誤差，B錯(cuò)誤；墊高后計(jì)算彈簧勁度系數(shù)時(shí)，多次測量取平均值，有益于減小誤差，C正確；壓縮彈簧時(shí)，適量即可，防止超過彈性限度，D錯(cuò)誤。