為了測定一根輕彈簧壓縮最短時儲存的彈性勢能的大小，可以將彈簧固定在光滑凹槽軌道一端，并將軌道固定在水平桌面邊緣上，如圖所示，用鋼球先將彈簧壓縮至最短，而后突然釋放，鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面．請回答以下問題：
（1）為完成實驗要求，你認為需要哪些器材？
天平、刻度尺、復寫紙、白紙
天平、刻度尺、復寫紙、白紙

（2）需要測定的物理量是
鋼球的質(zhì)量m，桌面高度h，鋼球落地點與桌面邊緣的水平距離s．
鋼球的質(zhì)量m，桌面高度h，鋼球落地點與桌面邊緣的水平距離s．

（3）計算彈簧最短時彈性勢能的表達式為EP=
mgs2
4h
mgs2
4h
．
分析：（1）（2）彈簧壓縮最短，儲存的彈性勢能最大，釋放小球后，小球在彈簧的彈力作用下加速，彈簧與小球系統(tǒng)機械能守恒，通過測量小球的動能來求解彈簧的最大彈性勢能，小球離開桌面后，做平拋運動，根據(jù)平拋運動的知識可以求平拋的初速度，根據(jù)以上原理確定待測量即可；確定待測量后，得到需要的測量工具；
（2）根據(jù)平拋運動的知識先求平拋的初速度，求出初動能就得到彈簧壓縮最短時儲存的彈性勢能大�。�
解答：解：（2）小球釋放時的動能等于儲存的彈性勢能，故需要測量平拋的高度h，水平分位移s，質(zhì)量m；
（1）測量平拋的高度h和水平分位移s需要刻度尺，測量質(zhì)量需要天平，需要在地面上鋪上復寫紙和白紙記錄小球的落地點；
（3）小球的彈性勢能等于平拋的初動能，故：Ep=
1
2
m
v
2
0
        ①
對于平拋運動，有：s=v0t②
h=
1
2
gt2         ③
聯(lián)立解得：Ep=
mgs2
4h
；
故答案為：（1）天平、刻度尺、復寫紙、白紙；（2）鋼球的質(zhì)量m，桌面高度h，鋼球落地點與桌面邊緣的水平距離s；（3）
mgs2
4h
．
點評：本題關(guān)鍵是通過平拋運動測量初速度，從而測量出彈簧釋放的彈性勢能，也就是彈簧儲存的彈性勢能．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面間的動摩擦因μ （設(shè)μ為定值），設(shè)計了下述實驗：第一步：如圖所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮，松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止；測得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離s的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：
試驗次數(shù) 1 2 3 4
d/cm 0.50 1.00 2.00 4.00
s/cm 5.02 19.99 80.05 320.10
根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出滑塊滑行距離s與彈簧壓縮量d間的關(guān)系應是
 
．
第二步：為了測出彈簧的勁度系數(shù)，將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端，彈簧伸長后保持靜止狀態(tài)．測得彈簧伸長量為△L，滑塊質(zhì)量為m，則彈簧的勁度系數(shù)k=
 
．用測得的物理量d、s、△L表示滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=
 
（彈簧彈性勢能EP=
1
2
kx2，k為勁度系數(shù)，x為形變量）

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科目：高中物理 來源： 題型：

為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面的動摩擦因數(shù)μ（設(shè)μ為定值），設(shè)計了下述實驗：

第一步：如圖所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮，松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止；測得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

實驗次數(shù)

1

2

3

4

d/cm

0.50

1.00

2.00

4.00

S/cm

5.02

19.99

80.05

320.10

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關(guān)系應是_________。

第二步：為了測出彈簧的勁度系數(shù)，將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端，彈簧伸長后保持靜止狀態(tài)。測得彈簧伸長量為△L，滑塊質(zhì)量為m，則彈簧的勁度系數(shù)k=________。用測得的物理量d，s，△L表示的滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=______（彈簧彈性勢能Ep=kx2，k為勁度系數(shù)，x為形變量）

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為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面的動摩擦因數(shù)μ（設(shè)μ為定值），設(shè)計了下述實驗：

       第一步：如圖所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮，松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止；測得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

       根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關(guān)系應是_______。

       第二步：為了測出彈簧的勁度系數(shù)，將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端，彈簧伸長后保持靜止狀態(tài)。測得彈簧伸長量為△L，滑塊質(zhì)量為m，則彈簧的勁度系數(shù)k =______。用測得的物理量d，s，△L表示的滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=______（彈簧彈性勢能Ep =kx2，k為勁度系數(shù)，x為形變量）

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為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面的動摩擦因數(shù)μ（設(shè)μ為定值），設(shè)計了下述實驗：

        

第一步：如圖所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮，松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止；測得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關(guān)系應是_______。

第二步：為了測出彈簧的勁度系數(shù)，將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端，彈簧伸長后保持靜止狀態(tài)。測得彈簧伸長量為△L，滑塊質(zhì)量為m，則彈簧的勁度系數(shù)k =______。用測得的物理量d，s，△L表示的滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=______（彈簧彈性勢能Ep =kx2，k為勁度系數(shù)，x為形變量）

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為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面的動摩擦因數(shù)μ（設(shè)μ為定值），設(shè)計了下述實驗：

        

第一步：如圖所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮，松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止；測得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關(guān)系應是_______。

第二步：為了測出彈簧的勁度系數(shù)，將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端，彈簧伸長后保持靜止狀態(tài)。測得彈簧伸長量為△L，滑塊質(zhì)量為m，則彈簧的勁度系數(shù)k =______。用測得的物理量d，s，△L表示的滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=______（彈簧彈性勢能Ep =kx2，k為勁度系數(shù)，x為形變量）

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