某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究*簧的**势能与压缩量的关系。（1）如图（a），将轻质*簧下端固定于铁架...

问题详情：

某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究*簧的**势能与压缩量的关系。

（1）如图（a），将轻质*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*簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数k＝________N/m（g取9.8m/s2）

（2）取下*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*簧，记录*簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离*簧后的速度v，释放滑块过程中，*簧的**势能转化为滑块的动能。重复以上*作，得到v与x的关系如图（c），由上述实验可得结论：对同一根*簧，**势能与*簧的________成正比。

【回答】

（1）50；（2）相等；（3）压缩量的平方。

【解析】（1）由表格数据可知，当砝码质量为50g＝0.05kg时，*簧长度为8.62cm＝0.0862m，当砝码质量为100g＝0.1kg时，*簧长度为7.63cm＝0.0763m，设*簧的劲度系数为k，原长为x0，根据胡克定律F＝k△x可得：0.05kg×9.8m/s2＝k（x0﹣0.0862m）；0.1kg×9.8m/s2＝k（x0﹣0.0763m）；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*簧的滑块速度，为使**势能完全转化为动能，则导轨必须水平，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小相等；（3）由题知，释放滑块过程中，*簧的**势能转化为滑块的动能；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*簧的压缩量成正比，因此*簧的**势能与*簧的压缩量的平方成正比；

知识点：动能和势能

题型：实验,探究题