Question

某同學為了研究彈簧的彈性勢能Ep跟彈簧的形變量x之間的關系，設計了這樣一個實驗：在固定于地面的光滑的桌面上靠近桌邊處，將彈簧的一端固定，用一只小球壓縮彈簧，然后釋放小球彈出，小球彈出后剛好離開桌面做平拋運動，測出彈簧的壓縮量x，現測出小球被彈出時的速度，算出對應的動能E_K．（認為等于彈簧的彈性勢能），從而研究Ep和x間的函數關系．該實驗中除上述器材外還需的測量儀器有：

 

，必須測量的物理量有：

 

．

Answer 1

分析：彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能，小球獲得的動能等于彈簧的彈性勢能，小球離開桌面后做平拋運動，測出小球平拋的豎直與水平位移，由平拋運動的知識可以求出小球平拋時的初速度，再測出小球質量，即可求出小球獲得的動能，即可以求出彈簧的彈性勢能．

解答：解：小球離開桌面后做平拋運動，
在豎直方向：h=

1

2

gt²，
水平方向：s=vt，
彈簧的彈性勢能E_P=E_K=

1

2

mv²，
解得，彈簧的彈性勢能E_P=

mgs2

4h

，
由此可知，要測出彈簧的彈性勢能需要測量：
小球質量m、水平桌面距距地面的高度h、小球落地點與拋出點間的水平距離s，
需要的實驗器材是：天平、刻度尺．
故答案為：天平、刻度尺；小球質量m、水平桌面距距地面的高度h、小球落地點與拋出點間的水平距離s．

點評：知道實驗原理是正確解題的前提與關鍵，對與實驗題要知道實驗目的、明確實驗原理．