為了測定一根輕彈簧壓縮最短時(shí)儲(chǔ)存的彈性勢能的大小，可以將彈簧固定在光滑凹槽軌道一端，并將軌道固定在水平桌面邊緣上，如圖所示，用鋼球先將彈簧壓縮至最短，而后突然釋放，鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面．請回答以下問題：
（1）為完成實(shí)驗(yàn)要求，你認(rèn)為需要哪些器材？
天平、刻度尺、復(fù)寫紙、白紙
天平、刻度尺、復(fù)寫紙、白紙

（2）需要測定的物理量是
鋼球的質(zhì)量m，桌面高度h，鋼球落地點(diǎn)與桌面邊緣的水平距離s．
鋼球的質(zhì)量m，桌面高度h，鋼球落地點(diǎn)與桌面邊緣的水平距離s．

（3）計(jì)算彈簧最短時(shí)彈性勢能的表達(dá)式為EP=
mgs2
4h
mgs2
4h
．
分析：（1）（2）彈簧壓縮最短，儲(chǔ)存的彈性勢能最大，釋放小球后，小球在彈簧的彈力作用下加速，彈簧與小球系統(tǒng)機(jī)械能守恒，通過測量小球的動(dòng)能來求解彈簧的最大彈性勢能，小球離開桌面后，做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可以求平拋的初速度，根據(jù)以上原理確定待測量即可；確定待測量后，得到需要的測量工具；
（2）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)先求平拋的初速度，求出初動(dòng)能就得到彈簧壓縮最短時(shí)儲(chǔ)存的彈性勢能大�。�
解答：解：（2）小球釋放時(shí)的動(dòng)能等于儲(chǔ)存的彈性勢能，故需要測量平拋的高度h，水平分位移s，質(zhì)量m；
（1）測量平拋的高度h和水平分位移s需要刻度尺，測量質(zhì)量需要天平，需要在地面上鋪上復(fù)寫紙和白紙記錄小球的落地點(diǎn)；
（3）小球的彈性勢能等于平拋的初動(dòng)能，故：Ep=
1
2
m
v
2
0
        ①
對于平拋運(yùn)動(dòng)，有：s=v0t②
h=
1
2
gt2         ③
聯(lián)立解得：Ep=
mgs2
4h
；
故答案為：（1）天平、刻度尺、復(fù)寫紙、白紙；（2）鋼球的質(zhì)量m，桌面高度h，鋼球落地點(diǎn)與桌面邊緣的水平距離s；（3）
mgs2
4h
．
點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是通過平拋運(yùn)動(dòng)測量初速度，從而測量出彈簧釋放的彈性勢能，也就是彈簧儲(chǔ)存的彈性勢能．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因μ （設(shè)μ為定值），設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)：第一步：如圖所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮，松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止；測得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離s的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：
試驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4
d/cm 0.50 1.00 2.00 4.00
s/cm 5.02 19.99 80.05 320.10
根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出滑塊滑行距離s與彈簧壓縮量d間的關(guān)系應(yīng)是
 
．
第二步：為了測出彈簧的勁度系數(shù)，將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端，彈簧伸長后保持靜止?fàn)顟B(tài)．測得彈簧伸長量為△L，滑塊質(zhì)量為m，則彈簧的勁度系數(shù)k=
 
．用測得的物理量d、s、△L表示滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=
 
（彈簧彈性勢能EP=
1
2
kx2，k為勁度系數(shù)，x為形變量）

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科目：高中物理 來源： 題型：

為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ（設(shè)μ為定值），設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)：

第一步：如圖所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮，松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止；測得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

1

2

3

4

d/cm

0.50

1.00

2.00

4.00

S/cm

5.02

19.99

80.05

320.10

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關(guān)系應(yīng)是_________。

第二步：為了測出彈簧的勁度系數(shù)，將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端，彈簧伸長后保持靜止?fàn)顟B(tài)。測得彈簧伸長量為△L，滑塊質(zhì)量為m，則彈簧的勁度系數(shù)k=________。用測得的物理量d，s，△L表示的滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______（彈簧彈性勢能Ep=kx2，k為勁度系數(shù)，x為形變量）

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科目：高中物理 來源： 題型：

為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ（設(shè)μ為定值），設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)：

       第一步：如圖所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮，松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止；測得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

       根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關(guān)系應(yīng)是_______。

       第二步：為了測出彈簧的勁度系數(shù)，將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端，彈簧伸長后保持靜止?fàn)顟B(tài)。測得彈簧伸長量為△L，滑塊質(zhì)量為m，則彈簧的勁度系數(shù)k =______。用測得的物理量d，s，△L表示的滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______（彈簧彈性勢能Ep =kx2，k為勁度系數(shù)，x為形變量）

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科目：高中物理 來源： 題型：

為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ（設(shè)μ為定值），設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)：

        

第一步：如圖所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮，松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止；測得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關(guān)系應(yīng)是_______。

第二步：為了測出彈簧的勁度系數(shù)，將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端，彈簧伸長后保持靜止?fàn)顟B(tài)。測得彈簧伸長量為△L，滑塊質(zhì)量為m，則彈簧的勁度系數(shù)k =______。用測得的物理量d，s，△L表示的滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______（彈簧彈性勢能Ep =kx2，k為勁度系數(shù)，x為形變量）

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科目：高中物理 來源： 題型：

為了只用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ（設(shè)μ為定值），設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)：

        

第一步：如圖所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮，松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止；測得彈簧壓縮量d與滑塊向右滑行的距離S的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出滑塊滑行距離S與彈簧壓縮量d間的關(guān)系應(yīng)是_______。

第二步：為了測出彈簧的勁度系數(shù)，將滑塊掛在豎直固定的彈簧下端，彈簧伸長后保持靜止?fàn)顟B(tài)。測得彈簧伸長量為△L，滑塊質(zhì)量為m，則彈簧的勁度系數(shù)k =______。用測得的物理量d，s，△L表示的滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______（彈簧彈性勢能Ep =kx2，k為勁度系數(shù)，x為形變量）

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