Question

12．如圖所示，沒有速度計(jì)，用一小鋼球及下述裝置測定彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢能：光滑水平軌道與光滑圓弧軌道相切，輕彈簧的一端固定在軌道的左端，OP是可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動的輕桿，該輕桿擺到某處就能停在該處，作為指示鋼球位置的標(biāo)桿．
（1）還需要的器材是天平、刻度尺．
（2）該實(shí)驗(yàn)是間接測量彈簧的彈性勢能，實(shí)際上是把對彈性勢能的測量轉(zhuǎn)化為對重力勢能的測量，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為對質(zhì)量和長度的直接測量．

Answer 1

分析 由題，水平軌道與圓弧軌道均是光滑的，用小球壓縮彈簧，再將彈簧釋放，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能，根據(jù)機(jī)械能守恒定律分析需要的器材．實(shí)際上是把對彈性勢能的測量轉(zhuǎn)化為對重力勢能的測量，根據(jù)重力勢能的計(jì)算公式確定需要直接測量的物理量．

解答 解：（1）用小球壓縮彈簧，再將彈簧釋放，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能，由于水平軌道與圓弧軌道均是光滑的，只有彈簧的彈力和重力做功，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，彈簧的彈性勢能E_p=mgh，因此需要用天平測量小球的質(zhì)量m，用刻度尺測量小球在光滑圓弧軌道上上升的高度h．
（2）根據(jù)機(jī)械能守恒可知，實(shí)際上是把對彈性勢能的測量轉(zhuǎn)化為對重力勢能的測量，根據(jù)重力勢能的計(jì)算公式E_p=mgh，可知需要直接測量的物理量是質(zhì)量、上升高度．
故答案為：（1）天平、刻度尺；（2）重力勢能、質(zhì)量、長度

點(diǎn)評 本題采用轉(zhuǎn)換的思維方法，將不容易測量的量轉(zhuǎn)化為容易測量的量．要注意體會該種實(shí)驗(yàn)思想．