Question

【题目】某同学利用图示装置，通过研究滑块上升高度和压缩量的关系，探究弹簧的弹性势能与形变量的关系，将弹簧和一带有指针的滑块套在竖直的光滑杆上，滑块和弹簧不拴接，在杆的一侧竖直固定刻度尺，如图甲所示，弹簧自由伸长时上端在B点，将弹簧上端压缩到的位置为A，从静止释放滑块，滑块上升到最高点的位置为C，分别记下这几个点位置并从刻度尺上读出对应示数xB、xA、xC，不断改变弹簧压缩到的位置，重复上述实验过程，记录A、C的位置；测出滑块质量为m，当地重力加速度为g。

(1)滑块上升的高度h=________________，弹簧的压缩量大小△x=___________(用测得的xA、xB、xC表示)。

(2)该同学做出h随压缩量△x的几种图象如下图所示，由这些图象可以得出弹性势能与形变量的关系是

___________________________；

(3)若将另一个相同的弹簧与甲图中弹簧套在一起(如图乙所示)再做实验，发现h-Δx2图象的斜率_____(填“变大”、“变小”、“不变”)。

Answer 1

【答案】 弹性势能与形变量的平方成正比 变大

【解析】

（1）滑块上升的高度为，弹簧的压缩量大小为；

（2）滑块弹开的过程系统机械能守恒，则，故上升高度与弹性势能成正比，由图像可知，与成正比，故弹性势能与形变量的平方成正比；

（3）两弹簧套在一起后相同的形变量释放的弹性势能变大，滑块上升的高度变大，故图像的斜率变大。