Question

12．為了測定一根輕彈簧壓縮最短時儲存的彈性勢能的大小，可將彈簧固定在一帶有水平光滑凹槽的軌道一端，并將軌道固定在水平桌面的邊緣上，如圖所示，用鋼球?qū)�彈簧壓縮至最短，然后由靜止開始釋放，鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面，實驗時：
（1）需要測定的物理量是“鋼環(huán)的質(zhì)量m、鋼環(huán)拋出點離地面的高度h、鋼球在空中運動的水平位移（寫出物理量的名稱及其字母表示）
（2）計算彈簧最短時彈性勢能的關(guān)系式是E_p=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$．

Answer 1

分析 根據(jù)平拋運動的知識先求平拋的初速度，求出初動能就得到彈簧壓縮最短時儲存的彈性勢能大小．

解答 根據(jù)機械能守恒得，小球的彈性勢能等于平拋時的初動能，故：E_p=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$      ①
對于平拋運動，有：
s=v₀t      ②
h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
聯(lián)立解得：E_p=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$；
故需要測量環(huán)的質(zhì)量m、鋼環(huán)拋出點離地面的高度h、鋼球在空中運動的水平位移
故答案為：（1）環(huán)的質(zhì)量m、鋼環(huán)拋出點離地面的高度h、鋼球在空中運動的水平位移；（2）$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$．

點評 本題關(guān)鍵是通過平拋運動測量初速度，從而測量出彈簧釋放的彈性勢能，也就是彈簧儲存的彈性勢能．