Question

为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”，查资料得知：“弹簧的弹性势能，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量”．某同学用压缩的弹簧推静止的小球（已知质量为m）运动来探究这一问题．为了研究方便，把小铁球O放在水平桌面上做实验，让小铁球O在弹力作用下运动，即只有弹簧推力做功．该同学设计实验如下：

（1）如图甲所示，将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小铁球O，静止时测得弹簧的形变量为d．在此步骤中，目的是要确定______，用m、d、g表示为______．

（2）如图乙所示，将这根弹簧水平放在光滑桌面上，一端固定在竖直墙面，另一端与小铁球接触（不连接），用力推小铁球压缩弹簧；小铁球静止时测得弹簧压缩量为x，撤去外力后，小铁球被弹簧推出去，从水平桌面边沿抛出落到水平地面上．

（3）测得水平桌面离地高为h，小铁球落地点离桌面边沿的水平距离为L，则小铁球被弹簧弹出的过程中初动能E_k1＝______，末动能E_k2＝______（用m、h、L、g表示）；弹簧对小铁球做的功W＝______（用m、x、d、g表示）．对比W和（E_k2－E_k1）就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”，即：“在实验误差范围内，外力所做的功等于物体动能的变化”．

Answer

弹簧劲度系数k 0

【解析】

（1）将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小铁球O，静止时测得弹簧的形变量为d．在此步骤中，目的是由此确定弹簧的劲度系数 ，

（3）小球弹出后做平抛运动，则

水平方向：

竖直方向：

解得;

所以小铁球被弹簧弹出的过程中初动能Ek1＝0，

末动能

在此过程中弹簧弹力做功为

故本题答案是：弹簧劲度系数k ； ； 0 ； ； ．