Question

16．用如圖所示的實驗裝置測量彈簧壓縮時的彈性勢能大小，輕彈簧一端固定在桌面的左側，滑塊緊靠在彈簧的右端（不栓接），調節(jié)桌面水平，將滑塊向左壓縮彈簧到A點，放手后滑塊向右滑行到B點停止運動，已知木塊質量為m，與桌面間的動摩擦因數為μ，重力加速度為g．
（1）實驗中還需要測量的物理量是B（填正確答案標號）．
A．O、A間的距離L_OA    B．A、B間的距離L_AB     C．O、B間距離L_OB
（2）彈簧的彈性勢能E_P=μmgL_AB（用給出的物理量字母表示）
（3）若實驗過程中沒有調節(jié)桌面水平，而是桌面左側比右側略高，該同學仍用原來方法測彈簧勢能，則測得的E_P偏大（填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 從A到B的運動過程中，物體運動克服摩擦力做功，消耗彈性勢能，由于A和B點的動能均為零，根據動能定理可知，在此過程中彈簧彈力做的正功等于克服摩擦力做功，所以要求彈簧的彈性勢能，只要計算克服摩擦力做的功即可．

解答 解：（1）（2）從A到B的運動過程中，物體運動克服摩擦力做功，消耗彈性勢能，由于A和B點的動能均為零，故在此過程中彈簧彈力做的正功等于克服摩擦力做功，所以要求彈簧的彈性勢能，只要計算克服摩擦力做的功即可．已知動摩擦因數和重力加速度，即可知道滑動摩擦力的大小，要計算克服摩擦力做功，還要測量AB之間的距離L_AB．
故彈簧的彈性勢能E_P=μmgL_AB．
（3）若實驗過程中沒有調節(jié)桌面水平，而是桌面左側比右側略高，則滑塊從A到B的過程中，除了克服摩擦力做功，重力也要做正功，及物體會滑動的更遠，故該同學仍用原來方法測彈簧勢能，則測得的E_P 偏大．
故答案為：（1）B；（2）μmgL_AB；（3）偏大．

點評 本題關鍵是明確實驗原理，能夠根據功能關系得到彈簧的彈性勢能等于克服摩擦力做的功．