Question

為了測定一根輕質彈簧壓縮最短時的彈性勢能的大小，可以將彈簧一端固定在一個帶有凹槽的軌道的一端，將軌道固定在水平桌面的邊緣上，如圖所示，用鋼球將彈簧壓縮至最短，然后突然釋放，鋼球將沿軌道飛出桌面后再落到地面．
（1）實驗時需要直接測定的物理量是______
A．彈簧的原長L₀
B．鋼球的質量m
C．彈簧被壓縮的長度△L
D．鋼球落地點與槽口間的水平距離s
E．桌面的高度h
F．凹槽距地面的高度H
（2）彈簧最短時彈性勢能的計算公式E_P=______．

Answer 1

鋼球離開桌面后做平拋運動，根據分運動公式，有：
水平方向：S=v₀t；
豎直方向：H=

1

2

gt2；
解得：v0=S

g 2H

；
故平拋的初動能為：Ek0=

1

2

m

v

20

=

mgS2

4H

；
根據機械能守恒定律，彈簧的彈性勢能為：Ep=

mgS2

4H

；
故需要測量：鋼球的質量m，平拋的水平分位移S，平拋的高度H；
故選BDF；
（2）由上述分析知Ep=

mgS2

4H

．
故答案為：（1）BDF；（2）

mgS2

4H

．