题目

某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究:一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(甲)所示.向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放;小球离开桌面后落到水平地面.通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能. 回答下列问题: (1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等.已知重力加速度大小为g.为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的　　　　(填正确答案标号).  A.小球的质量m B.小球抛出点到落地点的水平距离s C.桌面到地面的高度h D.弹簧的压缩量Δx E.弹簧原长l0 (2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=　　　　.  (3)图(乙)中的直线是实验测量得到的sΔx图线.从理论上可推出,如果h不变,m增加,sΔx图线的斜率会　　　　(填“增大”、“减小”或“不变”);如果m不变,h增加,sΔx图线的斜率会　　　　(填“增大”、“减小”或“不变”).由图(乙)中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与Δx的　　　　次方成正比.  答案：解析:(1)小球抛出时的动能Ek=m,要求得v0需利用平抛知识,s=v0t,h=gt2.根据s、h、g,求得v0=s,因此,需测量小球质量m、桌面高度h及落地水平距离s. (2)小球抛出时的动能Ek=m=. (3)弹簧的弹性势能Ep=Ek=m=,即s=2,由sΔx图像可知,s与Δx成正比,而Ep与s2成正比,故Ep应与Δx的2次方成正比,则s∝2Δx,sΔx图线的斜率正比于,如果h不变,m增加,sΔx图线的斜率将会减小;如果m不变,h增加,则sΔx图线的斜率会增大. 答案:(1)ABC　(2) (3)减小　增大　2

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