Question

某同学研究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系，实验装置如下图所示，水平安装的弹簧左端固定在水平桌面的挡板上，右端与质量为m的物块接触而不连接，通过物块压缩弹簧并记录弹簧的压缩量x，无初速释放物块，测量并记录物块在桌面上滑行的距离L。多次实验后获得的数据经过excel处理，得到小球质量分别为m_a、m_b时的两个散点图a和b，图中横轴是x²，纵轴是L。

（1）该同学测量L的起始点是                     。

（2）两个小球的质量关系是m_a    m_b。（填“大于”或“等于”、“小于”）

（3）推测弹性势能与形变的关系是            。

（4）如果换用相同外形、劲度系数更小的弹簧，其他条件不变，重做实验，相应图线的斜率将       。（填“变大”或“变小”、“不变”）

Answer

（1）物块的释放点；

（2）小于；

（3）势能与形变的平方成正比；

（4）变小

【解析】

试题分析：（1）由图线可知，两图线都过原点，故该同学测量L的起始点是物块的释放点；

（2）由能量关系可知，因，则，则有，或，由图线可知，a的斜率较大，故可知ma小于mb；

（3）由上述分析可知。弹性势能与形变的关系是：，即势能与形变的平方成正比；

（4）如果换用相同外形、劲度系数更小的弹簧，其他条件不变，重做实验，则当压缩相同的长度x时，物块滑动的距离L减小，故相应图线的斜率将减小．