Question

19．某同学用如图所示的装置测量弹簧具有弹性势能，弹射器与光电门均固定于光滑水平面上，用小球压缩弹簧，然后释放小球，弹簧将静止小球弹射出去，小球通过光电门，光电门可记录小球通过的时间为t，弹射器内壁光滑，不计空气阻力．
（1）要测量弹簧具有的弹性势能，还需要测量的物理量（及物理量的符号）有小球的质量m和小球的直径d．
（2）用测量的物理量表示出弹簧的弹性势能的表达式为$\frac{m{d}^{2}}{2{t}^{2}}$；
（3）小球的直径大小对实验结果无（选填“有”或“无”）影响，光电门离弹射器距离的远近对实验结果无（选填“有”或“无”）影响．

Answer 1

分析 明确实验原理，知道整个装置放在光滑水平面上；通过机械能守恒定律进行分析可明确对应的仪器，并明根据机械能守恒定律求解弹性势能．

解答 解：（1）由题意可知，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，则由E_P=$\frac{1}{2}$mv²即可求得弹性势能；故应测量小球的质量m以及通过光电门的速度v，为了测量小球的速度，应测量小球的直径d；
（2）由（1）可知，E_P=$\frac{1}{2}$mv²
即E_P=$\frac{1}{2}m$（$\frac{d}{t}$）²=$\frac{m{d}^{2}}{2{t}^{2}}$
（3）因弹射后，小球不受摩擦力，故做匀速直线运动，因此球的直径及光电门离射器距离的远近对结果没有影响；
故答案为：（1）小球的质量m和小球的直径d；（2）$\frac{m{d}^{2}}{2{t}^{2}}$；（3）无；无．

点评 本题考查弹性势能的实验，要注意通过题意明确实验原理，能根据机械能守恒定律分析对应的实验规律及误差情况．