某同學探究彈簧彈性勢能與形變量的關系,實驗裝置如圖甲所示,輕質(zhì)彈簧上端懸掛在鐵架臺上,下端掛有重物,重物正下方放置一個位移傳感器,傳感器可以采集重物位置實時變化的數(shù)據(jù)。重力加速度為g,實驗步驟如下:
(1)取彈簧豎直懸掛時的原長位置為坐標原點,以豎直向下為正方向建立坐標軸;
(2)測出重物的質(zhì)量m;
(3)在彈簧下端掛上該重物,在彈簧原長處靜止釋放重物,使重物在豎直方向自由上下振動,打開傳感器軟件,開始記錄重物位置的變化;
(4)傳感器采集數(shù)據(jù),繪制出重物位置x隨時間t變化的圖像加圖乙所示從圖中可求得重物的重力勢能變化,從而算出最大彈性勢能EPm=
mgxm
mgxm
(可用“m,g,xm”表示);
(5)改變重物質(zhì)量,重復上述步驟;
(6)實驗測得數(shù)據(jù)如表所示,分析數(shù)據(jù)可知,在誤差允許范圍內(nèi),彈簧彈性勢能與形變量的平方成 線性
線性
(選填“線性”或“非線性”)關系。
m(kg) |
0.010 |
0.020 |
0.030 |
0.040 |
0.050 |
xm(m) |
0.040 |
0.081 |
0.120 |
0.160 |
0.201 |
EP彈(×10-3J) |
3.92 |
15.88 |
35.28 |
62.72 |
98.49 |
(7)根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒思想,可以得出某一重物振動過程中動能與運動位移x關系的表達式可能是
A
A
(其中a、b、c為待定常數(shù))。
A.ax
2+bx+c
B.ax+b
C.