利用如图14所示的装置可测量弹簧的劲度系数.一 * * 面镜B(可视为一点)竖直固定在物块P上,它们的总质量为m.现将P紧靠着直立的弹簧上端,用插销K固定,此时弹簧处于自然长度,从固定的点光源S发出的光经过平面镜反射后在竖直标尺的A点形成一小光斑.松开插销K,发现最终小光斑稳定在标尺上某点,该点到A点的距离为h.已知点光源S与平面镜的水平距离为L0,标尺与平面镜的水平距离为L,求该弹簧的劲度系数.
图14
由平面镜成像规律可找到S的像点S′,作出光路图如下图.
由△S′OA∽△S′CB可得:
松开插销K后,弹簧下降Δx,镜子在B′点,光斑在A′点,△S′OA′∽△S′CB′可得:
②
由①②可得:
③
弹簧的劲度系数为
④
由③④可得: