某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系.(1)如图(a),将轻质弹簧下端

某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系.(1)如图(a),将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测得相应的弹簧长度,部分数据如下表,有数据算得劲度系数k=______N/m(g取9.8m/s2).砝码质量(g)50100150弹簧长度(cm)8.627.636.66(2)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图(b)所示;调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小______.(3)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为______.(4)重复③中的操作,得到v与x的关系如图(c).有图可知,v与x成______关系,由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的______成正比.

(1)表格中,当50g时,弹簧长度为8.62cm,当100g时,弹簧长度为7.63cm,
当150g时,弹簧长度为6.66cm,
根据胡克定律,F=k△x,设弹簧的劲度系数为k,原长为x0
则列式:0.05×9.8=k(x0-0.0862);
0.1×9.8=k(x0-0.0763);
联立两式,解得:k=50N/m;
(2)通过光电门来测量瞬时速度,从而获得释放压缩的弹簧的滑块速度,
为使弹性势能完全转化为动能,则导轨必须水平,因此通过两个光电门的速度大小须相等;
(3)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;
当释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为滑块的动能;
(4)根据v与x的关系图可知,图线经过原点,且是斜倾直线,则v与x成正比
由动能表达式,动能与速度的大小平方成正比,而速度的大小与弹簧的压缩量成正比,因此弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量的平方成正比;
故答案为:(1)50;(2)相等;(3)滑块的动能;(4)正比,压缩量的平方.
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