Question

在研究弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系的实验中，弹簧长度的改变量可以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为________；两种方案的共同点都是将弹性势能的测量转化为对________的测量．

Answer

mg x2/4h，滑块质量，动能

【解析】

试题分析：释放弹簧后，弹簧储存的弹性势能转化为小球的动能Ep=mv2 ①，小球接下来做平抛运动，有s=vt ②，h=gt2 ③，由①②③式可解得Ep= mg x2/4h；即弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h，水平距离s等物理量的关系式为Ep=mg x2/4h；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．

考点：研究弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系

【名师点睛】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．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．