Question

某同學利用下述裝置對輕質彈簧的彈性勢能進行探究，一輕質彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖(a)所示。向左推小球，使彈黃壓縮一段距離后由靜止釋放小球離開桌面后落到水平地面。通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。

回答下列問題：

(1)本實驗中可認為，彈簧被壓縮后的彈性勢能E_p與小球拋出時的動能E_k相等。已知重力加速度大小為g。為求得E_k，至少需要測量下列物理量中的           (填正確答案標號)。

A.小球的質量m      B.小球拋出點到落地點的水平距離s

C.桌面到地面的高度h    D.彈簧的壓縮量△x      E.彈簧原長l。

(2).用所選取的測量量和已知量表示E_k，得E_k=            。

(3)圖(b)中的直線是實驗測量得到的s-△x圖線。從理論上可推出，如果h不變m增加，s-△x圖線的斜率會     （填“增大”、“減小”或“不變”)；由圖(b) 中給出的直線關系和E_k的表達式可知，E_p與△x的     次方成正比。

 

Answer 1

【答案】

（1）ABC   （2）  （3）減小   二

【解析】

試題分析：（1）小球拋出時的動能是，其中速度用平拋運動的過程求解，即，所以確定E_k，需測量小球的質量m、小球拋出點到落地點的水平距離s、桌面到地面的高度h；

（2）由（1）可知；

（3）對于確定的彈簧壓縮量△x而言，增大小球的質量會減小小球被彈簧加速時的加速度，從而減小小球平拋的初速度和水平位移，即h不變m增加，相同的△x要對應更小的s，s-△x圖線的斜率會減小；由和可知，E_p與△x的二次方成正比。

考點：探究彈簧的彈性勢能、功能關系、拋體運動