【题目】一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为
的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为
的一小钢球接触。当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示。让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为
。
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(1)请你推导出弹簧的弹性势能
与小钢球质量
、桌面离地面高度
,水平距离
等物理量的关系式:______。
(2)弹簧的压缩量
与对应的钢球在空中飞行的水平距离
的实验数据如下表所示:
弹簧长度压缩量 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
钢球飞行水平距离 | 1.01 | 1.50 | 2.01 | 2.48 | 3.01 | 3.50 |
从上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能
与弹簧长度的压缩量
之间的关系,并说明理由:______。