Question

【題目】某同學查資料得知，彈簧的彈性勢，其中k是彈簧的勁度系數，x是彈簧長度的變化量.于是設想用壓縮的彈簧推靜止的小球(質量為m)運動來初步探究“外力做功與物體動能變化的關系”.為了研究方便，把小球放在水平桌面上做實驗，讓小球在彈力作用下運動，即只有彈簧彈力做功.(重力加速度為g)該同學設計實驗如下:

(1)首先進行如圖甲所示的實驗:將輕質彈簧豎直掛起來，在彈簧的另一端掛上小球,靜止時測得彈簧的伸長量為d.在此步驟中，目的是要確定彈簧的勁度系數k，用m、 d、 g表示為__________________。

(2)接粉進行如圖乙所示的實驗:將這根彈簧水平放在桌面上,另一端被小球壓縮，測得壓縮量為x，釋放彈簧，小球被推出去，從高為h的水平桌面上拋出，小球在空中運動的水平距離為L.

小球的初動能__________。

小球離開桌面的動能__________（用m、g、L、h）。

彈簧對小球做的功W=__________（用m、x、d、g表示）

對比W和就可以得出”外力做功與物體動能變化的關系”. 需要驗證的關系為__________ （用所測物理最d,x、h、L表示)

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】試題分析：（1）在題圖甲所示的實驗中，目的是確定彈簧的勁度系數k，根據平衡條件可得，解得

（2）在圖乙所示的實驗中，小球的初速度

又根據小球做平拋運動得，

所以

彈簧對小球做的功等于彈性勢能的減小，所以

故