Question

15．為了測(cè)定一根輕彈簧壓縮最短時(shí)能儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能大小，可以將彈簧固定在一帶有凹槽軌道的一端，并將軌道固定在水平桌面邊緣上，如圖所示，用鋼球?qū)�彈簧壓縮至最短，而后突然釋放，鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面，實(shí)驗(yàn)時(shí)：
（1）需要測(cè)定的物理量是小球質(zhì)量m，桌面高度H，水平射程s
（2）計(jì)算彈簧壓縮最短時(shí)彈性勢(shì)能的關(guān)系式是E_p=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$．

Answer 1

分析 根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)先求平拋的初速度，求出初動(dòng)能就得到彈簧壓縮最短時(shí)儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能大小．

解答 解：根據(jù)機(jī)械能守恒得，小球的彈性勢(shì)能等于平拋時(shí)的初動(dòng)能，故：E_p=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$…①
對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)，有：
s=v₀t…②
h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
聯(lián)立解得：E_p=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$；
故需要測(cè)量環(huán)的質(zhì)量m、鋼環(huán)拋出點(diǎn)離地面的高度h、鋼球在空中運(yùn)動(dòng)的水平位移s；
故答案為：（1）小球質(zhì)量m，桌面高度H，水平射程s；（2）$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是通過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)測(cè)量初速度，從而測(cè)量出彈簧釋放的彈性勢(shì)能，也就是彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能．