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(2009?茂名一模)如图所示,光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切,轻弹簧的一端固定在轨道的左端,OP是可绕O点转动的轻杆,且摆到某处就能停在该处;另有一小钢球.现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能.
(1)还需要的器材是
天平
天平
刻度尺
刻度尺

(2)以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对
重力势
重力势
能的测量,进而转化为对
质量
质量
上升高度
上升高度
的直接测量. 
(3)为了研究弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量的关系,除以上器材外,还准备了两个轻弹簧,所有弹簧的劲度系数均不相同.试设计记录数据的表格.
分析:由题,水平轨道与圆弧轨道均是光滑的,用小球压缩弹簧,再将弹簧释放,弹簧的弹性势能转化为小球的动能,根据机械能守恒定律分析需要的器材.实际上是把对弹性势能的测量转化为对重力势能的测量,根据重力势能的计算公式确定需要直接测量的物理量.
解答:解:(1)用小球压缩弹簧,再将弹簧释放,弹簧的弹性势能转化为小球的动能,由于水平轨道与圆弧轨道均是光滑的,只有弹簧的弹力和重力做功,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,根据机械能守恒定律得,弹簧的弹性势能Ep=mgh,因此需要用天平测量小球的质量m,用刻度尺测量小球在光滑圆弧轨道上上升的高度h.
(2)根据机械能守恒可知,实际上是把对弹性势能的测量转化为对重力势能的测量,根据重力势能的计算公式Ep=mgh,可知需要直接测量的物理量是质量、上升高度.
(3)设计表格如下:
小球的质量m=               kg,弹簧A(劲度系数一定,研究弹性势能与压缩量关系)
压缩量x(m)
上升高度h(m)
E=mgh(J)
压缩量x=          cm,小球的质量m=         kg(压缩量一定,研究弹性势能与劲度系数关系)
弹簧 A B
劲度系数k(N/m)
上升高度h(m)
E=mgh(J)
故答案为:(1)天平,刻度尺;
(2)重力势,质量,上升高度;
(3)设计表格如上.
点评:本题采用等效替代的思维方法,将不容易测量的量转化为容易测量的量;记录数据表格的设计要通过实际做实验去训练.
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