
如图,光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切,轻弹簧 A 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;另有一质量未知的小钢球.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,刻度尺
天平,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
重力势能
重力势能
的测量,进而转化为对
质量
质量
和
高度
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 B 和 C,弹簧 A、B、C 的劲度系数均不相同.下表是记录的数据.
表一:弹簧 A
| 压缩量x(cm) |
5 |
10 |
15 |
20 |
| 上升高度h(cm) |
2.5 |
10 |
22.5 |
40 |
表二:压缩量 x=10cm
| 劲度系数k(N/m) |
A |
B |
C |
| 上升高度h(cm) |
10 |
20 |
30 |
①上述操作,采用的实验方法是
控制变量法
控制变量法
;
②根据以上数据,你认为弹簧的弹性势能与形变量的关系是
劲度系数一定时,弹性势能与形变量的平方成正比
劲度系数一定时,弹性势能与形变量的平方成正比
;与劲度系数的关系是
形变量一定时,弹性势能与劲度系数成正比
形变量一定时,弹性势能与劲度系数成正比
.