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E_p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l。

(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”)；由图(b) 中给出的直线关系和E_k的表达式可知，E_p与△x的     次方成正比。

 

Answer 1

【答案】

（1）ABC   （2）  （3）减小   二

【解析】

试题分析：（1）小球抛出时的动能是，其中速度用平抛运动的过程求解，即，所以确定E_k，需测量小球的质量m、小球抛出点到落地点的水平距离s、桌面到地面的高度h；

（2）由（1）可知；

（3）对于确定的弹簧压缩量△x而言，增大小球的质量会减小小球被弹簧加速时的加速度，从而减小小球平抛的初速度和水平位移，即h不变m增加，相同的△x要对应更小的s，s-△x图线的斜率会减小；由和可知，E_p与△x的二次方成正比。

考点：探究弹簧的弹性势能、功能关系、抛体运动