Question

某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a)所示。向左推小球，使弹黄压缩一段距离后由静止释放:小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

回答下列问题：

（1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的     （填正确答案标号)。

A.小球的质量m

B.小球抛出点到落地点的水平距离s

C.桌面到地面的高度h

D.弹簧的压缩量△x

E.弹簧原长l0

（2)用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek=           。

（3)图（b)中的直线是实验测量得到的s-△x图线。从理论上可推出，如果h不变.m增加，s—△x图线的斜率会           （填“增大”、“减小”或“不变”):如果m不变，h增加，s—△x图线的斜率会        （填“增大”、“减小”或“不变”)。由图（b) 中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与△x的      次方成正比。

Answer

（1) ABC；2) ；（3) 增大 ， 减小 ，二 ；

【解析】

试题分析：（1）由平抛规律可知，由水平距离和下落高度即可求出平抛时的初速度，进而可求出物体动能，所以本实验至少需要测量小球的质量、小球抛出点到落地点的水平距离、桌面到地面的高度，故选ABC。

（2）由平抛规律应有，，又，联立可得

（3）对于确定的弹簧压缩量而言，增大小球的质量会减小小球被弹簧加速时的加速度，从而减小小球平抛的初速度和水平位移，即不变增加，相同的要对应更小的，图线的斜率会减小，由的关系式和可知，与的二次方成正比。

考点：验证机械能守恒定律

【名师点睛】明确实验原理，根据相应规律得出表达式，然后讨论即可。