Question

【題目】某同學利用下述裝置對輕質彈簧的彈性勢能進行探究：一輕質彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定,右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖（a）所示．向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放;小球離開桌面后落到水平地面．通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能．回答下列問題：

（1）（多選）本實驗中可認為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時的動能Ek相等．已知重力加速度大小為g．為求得Ek，至少需要測量下列物理量中的 （填正確答案標號）

A．小球的質量m

B．小球拋出點到落地點的水平距離s

C．桌面到地面的高度h

D．彈簧的壓縮量△x

E．彈簧原長l0

（2）用所選取的測量量和已知量表示Ek，得Ek= ．

（3）圖（b）中的直線是實驗測量得到的△x-s圖線．理論研究表明Ep與△x的平方成正比，據此可以預測：如果h不變．m增加，△x-s圖線的斜率會 （填“增大”、“減小”或“不變”）；如果m不變，h增加，△x-s圖線的斜率會 （填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

【答案】（1）ABC （2） （3）增大，減小

【解析】

試題分析：（1）由平拋規律可知，由水平距離和下落高度即可求出平拋時的初速度，進而可求出物體的動能，所以本實驗至少需要測量小球的質量m、小球拋出點到落地點的水平距離s、桌面到地面的高度h，故選ABC．

（2）由平拋規律應有，，又 ，聯立可得

（3）由能量守恒可知，而，故，可知，則△x-s圖象的斜率， 故h不變m增加，斜率會增大；而m不變，h增加，斜率會減小．