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某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究,一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不粘连:弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)所
题目详情
某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究,一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不粘连:弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)所示.向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放:小球离开桌面后落到水平地面.通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.
回答下列问题:

(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等.已知重力加速度大小为g.为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的___(填正确答案标号).
A.小球的质量m
B.小球抛出点到落地点的水平距离s
C.桌面到地面的高度h
D.弹簧的压缩量△x
E.弹簧原长L.
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=___.
(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-△x图线.从理论上可推出,如果h不变.m增加,s-△x图线的斜率会___(填“增大”、“减小”或“不变”).
回答下列问题:

(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等.已知重力加速度大小为g.为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的___(填正确答案标号).
A.小球的质量m
B.小球抛出点到落地点的水平距离s
C.桌面到地面的高度h
D.弹簧的压缩量△x
E.弹簧原长L.
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=___.
(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-△x图线.从理论上可推出,如果h不变.m增加,s-△x图线的斜率会___(填“增大”、“减小”或“不变”).
▼优质解答
答案和解析
解(1)由平抛规律可知,由水平距离和下落高度即可求出平抛时的初速度,进而可求出物体动能,所以本实验至少需要测量小球的质量m、小球抛出点到落地点的水平距离s、桌面到地面的高度h,故选:ABC.
(2)由平抛规律应有:
h=
gt2,
s=vt,
又有:Ek=
mv2,
联立可得:Ek=
(3)对于确定的弹簧压缩量△x而言,增大小球的质量会减小小球被弹簧加速时的加速度,从而减小小球平抛的初速度和水平位移,即h不变m增加,相同的△x要对应更小的s,s-△x图线的斜率会减小.
故答案为:(1)ABC;(2)
;(3)减小
(2)由平抛规律应有:
h=
1 |
2 |
s=vt,
又有:Ek=
1 |
2 |
联立可得:Ek=
mgs2 |
4h |
(3)对于确定的弹簧压缩量△x而言,增大小球的质量会减小小球被弹簧加速时的加速度,从而减小小球平抛的初速度和水平位移,即h不变m增加,相同的△x要对应更小的s,s-△x图线的斜率会减小.
故答案为:(1)ABC;(2)
mgs2 |
4h |
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