物理
某同学研究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系,实验装置上图1所示,在高度为h的光滑水平桌面上,沿与桌面边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的二钢球接触,弹簧处于自然长度时,二钢球恰好在桌面边缘.使钢球压缩弹簧5后由静止释放,钢球沿桌面水平飞出,落到水平地面,二球在空中飞行的水平距离为s,实验数据记录上表所示,重力加速度为g.弹簧压缩量5(cm)x.51.x1.52.x2.53.x52上标x.251.xx2.258.xx上.259.xx弹性势能Ex.891.958.8xv.8212.221

2019-06-25

某同学研究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系,实验装置上图1所示,在高度为h的光滑水平桌面上,沿与桌面边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的二钢球接触,弹簧处于自然长度时,二钢球恰好在桌面边缘.使钢球压缩弹簧5后由静止释放,钢球沿桌面水平飞出,落到水平地面,二球在空中飞行的水平距离为s,实验数据记录上表所示,重力加速度为g.
弹簧压缩量5(cm)x.51.x1.52.x2.53.x
52上标x.251.xx2.258.xx上.259.xx
弹性势能Ex.891.958.8xv.8212.221v.上x
(1)设弹簧的弹性势能全部转化为平抛的初动能,试导出弹簧的弹性势能Ep与m、h、s的关系Ep=
mgs2
8h
mgs2
8h

(2)该同学分析上表实验数据,描出弹簧的弹性势能Ep-5与Ep-52的图象上图2,由此得出结论,弹簧的弹性势能与______成正比.
优质解答
(n)小钢球离开桌面后做平抛运动,
水平方向:s=vt,
竖直方向:h=
n
i
gti
由机械能守恒定律得:EP=
n
i
mvi
解得:EP=
mgsi
4h

(i)由图示可知:Ep-x图象是曲线,Ep-xi图象是过坐标原点的直线,是正比例函数图象,
由此可知,弹簧的弹性势能与弹簧形变量的平方成正比.
故答案为:(n)
mgsi
4h
;(i)弹簧形变量的平方.
(n)小钢球离开桌面后做平抛运动,
水平方向:s=vt,
竖直方向:h=
n
i
gti
由机械能守恒定律得:EP=
n
i
mvi
解得:EP=
mgsi
4h

(i)由图示可知:Ep-x图象是曲线,Ep-xi图象是过坐标原点的直线,是正比例函数图象,
由此可知,弹簧的弹性势能与弹簧形变量的平方成正比.
故答案为:(n)
mgsi
4h
;(i)弹簧形变量的平方.
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