题目内容

【题目】小明猜想同一根弹簧具有的弹性势能大小可能与其形变量（x）或者形变量的平方（x2）成正比. 于是进行了如下实验

①如图所示，把弹簧套在光滑竖直杆上，且底端固定在水平面上，用刻度尺读出并记录处于自由状态时弹簧上端距水平面的高度h0；

②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出并记录此时弹簧上端到水平面的高度h1；

③释放小铁块，读出并记录铁块上升到最大高度时，弹簧上端到水平面的高度h2；

④改变弹簧的压缩长度h1，重复以上步骤并根据表格中记录的数据计算出x、x2和小铁块上升的距离△h. 请你解答：

实验次数

h0/m

h1/m

h2/m

x/m

x2/m2

△h/m

1

0. 50

0. 40

0. 55

0. 10

0. 01

0. 15

2

0. 50

0. 30

0. 90

0. 20

0. 04

0. 60

3

0. 50

0. 20

1. 55

0. 30

0. 09

1. 35

4

0. 50

0. 15

2. 00

0. 35

0. 12

1. 85

（1）弹簧每次被压缩时的形变量的表达式为x=_____（用所测物理量的符号表示）；

（2）弹簧弹性势能的大小是通过_____来间接反映的；

（3）根据表中数据得到的结论是同一根弹簧弹性势能的大小与_____成正比。

【答案】h0-h1 铁块上升的高度（h2-h1） 形变量的平方

【解析】

第一空．弹簧的形变量x等于弹簧的原长度h0减去弹簧被压缩后的长度h1，即x=h0-h1；

第二空．实验中弹性势能的大小是通过铁块被弹起的高度来间接反映的，即铁块到达的最高点h2减去弹簧被压缩的最低点h1，即h2-h1；

第三空．由表中数据分析可知△h=15x2，即△h与x2成正比例函数关系，即弹簧弹性势能的大小与形变量的平方成正比。

练习册系列答案
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③电阻R1：R2=________．

（3）为了验证结论的普遍性，你可以采用的方法是：________．

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