Question

為了研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧壓縮量的關(guān)系，某實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，水平光滑槽距地面高為h，光滑槽與桌子右邊緣垂直，槽出口與桌邊緣相齊，槽中放置一輕質(zhì)彈簧，其左端固定，右端與質(zhì)量為m的小鋼球接觸。將小球向左推，壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，彈簧將小球沿水平方向推出，小球落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。

（1）若測(cè)得某次實(shí)驗(yàn)小球的落點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離為s，那么由理論分析得到小球釋放前壓縮彈簧的彈性勢(shì)能Ep與h、s和mg之間的關(guān)系式是_____________；
（2）該同學(xué)改變彈簧的壓縮量進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)量得到下表的數(shù)據(jù)：

在坐標(biāo)紙上做出x－s的圖像。并由圖像得出：x與s的關(guān)系式是_________。實(shí)驗(yàn)得到彈簧彈性勢(shì)能與彈簧壓縮量x之間的關(guān)系式為_(kāi)________；

（3）完成實(shí)驗(yàn)后，該同學(xué)對(duì)上述裝置進(jìn)行了如圖乙所示的改變：

①在木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫(xiě)紙，并將木板豎直立于靠近桌子右邊緣處，使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，小球撞到木板上，并在白紙上留下痕跡O；
②將木板向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x（設(shè)為L(zhǎng)）固定，再使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，小球撞到木板上，在白紙上留下痕跡P；
③用刻度尺測(cè)量紙上O點(diǎn)到P點(diǎn)的豎直距離設(shè)為y。由此步驟得到彈簧的壓縮量應(yīng)該為_(kāi)________；
（4）若該同學(xué)在完成步驟（3）的過(guò)程中，光滑水平槽與桌子右邊緣不垂直，用（3）問(wèn)的方法計(jì)算得出的彈簧壓縮量與實(shí)際值相比_________（選填“偏大”、“偏小”或“相同”）。

Answer 1

（1）
（2）x=0.005s，=，圖像如下

（3）x=
（4）偏小