Question

2．在研究彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(guān)系的實驗中，彈簧長度的改變量可以利用刻度尺直接測量得到，而彈性勢能的大小只能通過物理原理來間接測量．現(xiàn)有兩組同學分別按圖甲（讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌面）和圖乙（讓滑塊向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使滑塊在氣墊導軌上向右運動，通過相應(yīng)的測量儀器可以測出滑塊脫離彈簧后的速度）兩組不同的測量方案進行測量．請寫出圖甲方案中彈性勢能與小球質(zhì)量及圖中各量之間的關(guān)系 Ep=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$；圖乙方案中除了從儀器上得到滑塊脫離彈簧后的速度外還要直接測量的量為滑塊的質(zhì)量；兩種方案的共同點都是將彈性勢能的測量轉(zhuǎn)化為對動能的測量．

Answer 1

分析 甲方案：通過壓縮的彈簧，釋放彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能，滑塊做平拋運動，測量出水平與豎直位移，從而求出平拋速度，進而確定拋出動能，即得到彈簧的彈性勢能．
乙方案：由圖可知，彈簧釋放后，轉(zhuǎn)化為動能，通過光電門測量出瞬時速度，從而求出彈簧的彈性勢能．

解答 解：甲方案中，滑塊做平拋運動，由水平與豎直位移可求出平拋速度，則為：v=s $\sqrt{\frac{g}{2h}}$，彈簧釋放彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能，所以彈簧的彈性勢能為：E_P=E_K=$\frac{1}{2}mv$²=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$
乙方案中除了從儀器上得到滑塊脫離彈簧后的速度（通過光電門來測瞬時速度）外，還要直接測量滑塊的質(zhì)量．
上述兩種方案均是將彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能的測量；
故答案為：$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$ 滑塊的質(zhì)量；動

點評 考查如何通過實驗來測量彈簧的彈性勢能，可以將彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能，也可將彈性勢能轉(zhuǎn)化為重力勢能．瞬時速度可通過平拋來確定，也可以通過光電門來求得．