Question

【题目】用如图所示的装置研究“轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度形变量”的关系。在光滑的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，右端与一个小钢球接触。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，小钢球在空中飞行后落在水平地面上，水平距离为s（不计空气阻力，当地重力加速度为g）

（1）若要计算弹簧的弹性势能还应测量的物理量有____________（用相应文字及物理量符号表示）

（2）弹簧的弹性势能Ep与小钢球飞行的水平距离s及上述测量出的物理量之间的关系式为Ep＝_____（用相关物理量符号来表示）

（3）弹簧的压缩量x与对应的铜球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示：

根据上面的实验数据，请你猜测弹性势能Ep与弹簧的压缩量x的关系________（用文字或物理量符号来表示，写出这两个量定性关系即可）

Answer 1

【答案】 小钢球质量m、 桌面离地面高度h Ep与x2成正比，或Epx2（或弹性势能与弹簧的压缩量成正比；或弹性势能与弹簧的形变量成正比）

【解析】（1）设桌子高度为h，小球离开桌面后做平抛运动，水平方向：s=v0t，
竖直方向有：h=gt2，联立解得：v0=s
根据功能关系可知弹簧弹性势能转化为小球平抛的初动能，有：EP=mv02
解得：EP=．
故需要测量的量有：小钢球质量m、 桌面离地面高度h．
（2）弹簧的弹性势能Ep与小钢球飞行的水平距离s及上述测量出的物理量之间的关系式为Ep＝