Question

7．某物理小組對輕彈簧和物塊組成的系統(tǒng)機械能守恒進行探究，實驗裝置如圖所示：輕彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過打點計時器并與物塊連接，向左腿物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能．
（1）實驗中涉及到下列操作步驟：
A．把紙帶向左拉直
B．松手釋放物塊
C．接通打點計時器電源
D．向左推物塊使彈簧壓縮，并測量彈簧壓縮量
上述步驟正確的操作順序是DACB（填入代表步驟的標號）．
（2）圖中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結果．打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，物塊的質(zhì)量為0.5kg，由M和L紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出該紙帶對應的實驗中物塊脫離彈簧時的速度分別為1.29m/s和0.78m/s．比較兩紙帶可知，M（填“M”或“L”）紙帶對應的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大，打L紙帶的情況下，物塊獲得最大動能是0.15J（以上結果均保留2位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗原理可明確實驗方法以及步驟；
（2）分析紙帶，根據(jù)紙帶上距離的變化可明確物體何時離開彈簧，再根據(jù)平均速度法可求得脫離時的速度；根據(jù)對應的長度可明確速度大小，從而比較彈性勢能．

解答 解：（1）實驗中應先向物塊推到最左側，測量壓縮量，再把紙帶向左拉直；先接通電源，穩(wěn)定后再釋放紙帶；故步驟為DACB；
（2）由圖可知，兩點間的距離先增大后減小；故M紙帶2.58段時物體應脫離彈簧；則由平均速度可求得，其速度為：v=$\frac{2.58×1{0}^{-2}}{0.02}m/s$=1.29m/s，同理對于L紙帶有：$v′=\frac{1.56×1{0}^{-2}}{0.02}m/s=0.78m/s$．
因彈簧的彈性勢能轉化為物體的動能，則可知離開時速度越大，則彈簧的彈性勢能越大；由圖可知，M中的速度要大于L中速度；故說明M紙帶對應的彈性勢能大．
打L紙帶的情況下，物塊獲得最大動能為：${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{m}}^{2}=\frac{1}{2}×0.5×0.7{8}^{2}$=0.15J．
故答案為：（1）DACB；（2）1.29，0.78，M，0.15．

點評 本題考查探究彈性勢能的實驗，要注意通過題意分析實驗原理，然后再結合我們所學過的規(guī)律分析求解即可；同時要求能注意實驗中的注意事項以及實驗方法．