Question

某學習小組為探究彈性勢能的表達式，設計了如圖14所示的實驗裝置,在高度為h的光滑水平桌面上,沿與桌面邊緣垂直的方向放置一輕質彈簧,其左端固定,右端與質量為m的小鋼球接觸,彈簧處于自然長度時,小鋼球恰好在桌面邊緣.使鋼球壓縮彈簧△x后由靜止釋放,鋼球沿桌面水平飛出,落到水平地面,小球在空中飛行的水平距離為s，實驗數據記錄如表所示,重力加速度為g。試分析彈簧的彈性勢能Ep與形變量△x的關系        

Answer 1

解析:

由,解得：，則小球平拋時的初速度，由機械能守恒定律可知：小球在彈開過程中獲得的動能等于開始時彈簧的彈性勢能，即，從表格中的數據可以看出,s正比于△x,即s=3k△x，k為比例系數。故彈性勢能Ep與彈簧的形變量△x的平方成正比關系，即，k為比例系數。