Question

如圖所示，用一小鋼球及下列器材測定彈簧被壓縮時的彈性勢能：光滑水平軌道與光滑圓弧道相切，輕彈簧的一端固定在軌道的左端，OP是可繞O點轉動的輕桿，且擺到某處就能停在該處，作為指示鋼球位置的標桿．
（1）還需要的器材是______、______．
（2）該實驗是間接測量彈簧的彈性勢能．實際上是把對彈性勢能的測量轉化為對______的測量，進而轉化為對______和______的直接測量．

Answer 1

解：（1）用小球壓縮彈簧，再將彈簧釋放，彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能，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機械能守恒，根據機械能守恒定律得，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）根據機械能守恒可知，實際上是把對彈性勢能的測量轉化為對重力勢能的測量，根據重力勢能的計算公式E_p=mgh，可知需要直接測量的物理量是質量、上升高度．
故答案為：（1）天平、刻度尺；（2）重力勢能、質量、長度
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，彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能，根據機械能守恒定律分析需要的器材．實際上是把對彈性勢能的測量轉化為對重力勢能的測量，根據重力勢能的計算公式確定需要直接測量的物理量．
點評：本題采用轉換的思維方法，將不容易測量的量轉化為容易測量的量．基本題．