Question

如图所示，A、B是两个相同的小物块，C是轻弹簧，用一根细线连接A、B使弹簧C处于压缩状态，然后放置在光滑的水平桌面上．提供的测量器材有天平和刻度尺．试设计一个测定弹簧此时弹性势能E_p的实验方案，说明实验中应测定的物理量（同时用相应的字母表示），并写出计算弹簧弹性势能E_p的表达式（用测得物理量的字母表示）．

Answer 1

分析：烧断细线后，只有弹簧弹力做功，系统机械能守恒，弹簧的弹性势能转化为两物体的动能，两物体离开桌面做平抛运动，根据平抛运动的特点求得两物块离开桌面时的速度，根据动能的表达式求得动能即可．

解答：解：烧断细线后，只有弹簧弹力做功，系统机械能守恒，弹簧的弹性势能转化为两物体的动能，求得两物体离开桌面是的动能即可．
实验方案为：
烧断细线，两物体在弹簧弹力作用下开始运动，离开桌面时做平抛运动，测量两物体的质量为m，桌面的高度h，两物块的落地点之间的距离s，桌面的宽度d，
则有：h=

1

2

gt2
解得：t=

2h g

物块水平方向的位移为：

s-d

2

所以两物块的水平速度为v=

s-d 2

t

=

s-d

2

g 2h

则弹簧弹性势能E_p=2×

1

2

mv2=

mg(s-d)2

8h

答：弹簧弹性势能E_p的表达式为

mg(s-d)2

8h

点评：本题主要考查了同学们设计实验的能力，要求同学们知道烧断细线后，只有弹簧弹力做功，系统机械能守恒，弹簧的弹性势能转化为两物体的动能，题目就转化为如何求两物块的动能，难道适中．