3.用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点;在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连。先用米尺测得B、C两点间距离s,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,静止释放,计时器显示遮光片从B到C所用的时间t,用米尺测量A、O之间的距离x。
(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是______。
(2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量______。
A.弹簧原长 B.当地重力加速度 C.滑块(含遮光片)的质量
(3)增大A、O之间的距离x,计时器显示时间t将______。
A.增大 B.减小 C.不变
【答案】(1) (2)C (3)B
【解析】(1)滑块离开弹簧后的运动可视为匀速运动,故可以用BC段的平均速度表示离开弹簧时的速度;
(2)因为在弹簧与物体相互作用的过程中弹簧的弹性势能等于物体增加的动能,故应求解物体的动能,根据动能表达式可知,应测量滑块的质量;所以选:C.
(3)增大AO间的距离时,弹性势能增大,那么滑块被弹出后的速度将增大,故通过两光电门的时间将减小,所以选B.
4.某同学在“探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500N/m。如图1 所示,用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长1.00cm不变的条件下,
(1)弹簧秤a、b间夹角为90°,弹簧秤a的读数是 N(图2中所示),则弹簧秤b的读数可能为 N。
(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b 与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数 、弹簧秤b的读数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)3.00~3.02,3.09~4.1(有效数字不作要求) (2)变大,变大
【解析】(1)由图可知,弹簧秤a的读数是.因合力 ,两分力夹角为900,则另一个分力为 .
(2)若弹簧秤a,b间夹角大于900,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角,根据力的平行四边形定则可知,弹簧秤a的读数变大,弹簧秤b的读数变大。