Question

某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示。向左推小球，使弹黄压缩一段距离后由静止释放:小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

回答下列问题：
(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能E_k相等。已知重力加速度大小为g。为求得E_k，至少需要测量下列物理量中的_________  (填正确答案标号)。

A．小球的质量m	B．小球抛出点到落地点的水平距离s
C．桌面到地面的高度h	D．弹簧的压缩量△x

E.弹簧原长L₀
(2)用所选取的测量量和已知量表示E_k，得E_k= _________________。
(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-△x图线。从理论上可推出，如果h不变.m增加，s—△x图线的斜率会_______（填“增大”、“减小”或“不变”)；如果m不变，h增加，s—△x图线的斜率会_________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。由图(b) 中给出的直线关系和E_k的表达式可知，Ep与△x的___________ 次方成正比。

Answer 1

(1) ABC  (2)   (3)减小 ； 增大； 2

试题分析：(1)根据平抛运动，，解得。因为，所以要求得E_K,必须知道m,s,h三个物理量，即选择ABC。(2)由以上式子即 。(3) 从理论上可推出，如果h不变.m增加，假如△x 也不变时，物体做平抛的初速度减小，则s必减小，则s—△x图线的斜率会减小；如果m不变，h增加，假如△x 也不变时，物体做平抛的初速度不变，则s必增加，则s—△x图线的斜率会增加；由图像可知s正比于△x，而，即Ep与△x的二次方成正比。