Question

在研究“弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系”实验中，弹簧长度的改变量可利用刻度尺直接测量得到，而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量．现有两组同学分别按图甲（让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面）和图乙（让滑块向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使滑块在气垫导轨上向右运动，通过相应的测量仪器可以测出滑块脱离弹簧后的速度）两组不同的测量方案进行测量．请写出图甲方案中弹性势能与小球质量m及图中各量之间的关系E_P=     ；图乙方案中除了从仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度外还要直接测量的量是      ；两种设计方案的共同点都是将弹性势能的测量转化为对另一种形式的能      的测量．

Answer

； 滑块的质量；动能

【解析】【解析】
甲方案中，滑块做平抛运动，由水平与竖直位移可求出平抛速度，则为：，所以弹簧的弹性势能为：EP=；

乙方案中除了从仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度（通过光电门来测瞬时速度）外，还要直接测量滑块的质量．

上述两种方案均是将弹性势能转化为动能．

第三种方案为：将弹簧竖直放置，用滑块压缩弹簧后释放，测量出上升的高度，则重力势能的变化即为弹簧的弹性势能．

故答案为：； 滑块的质量；动能．

【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．

【专题】实验题；弹力的存在及方向的判定专题．

【分析】甲方案：通过压缩的弹簧，释放弹性势能转化为滑块的动能，滑块做平抛运动，测量出水平与竖直位移，从而求出平抛速度，进而确定抛出动能，即得到弹簧的弹性势能．

乙方案：由图可知，弹簧释放后，转化为动能，通过光电门测量出瞬时速度，从而求出弹簧的弹性势能．

第三方案为：释放的弹性势能，转化为重力势能，测量出高度差，从而求出弹簧的弹性势能．

【点评】考查如何通过实验来测量弹簧的弹性势能，可以将弹性势能转化为动能，也可将弹性势能转化为重力势能．瞬时速度可通过平抛来确定，也可以通过光电门来求得．