Question

如圖所示，A、B是兩個相同的小物塊，C是輕彈簧，用一根細(xì)線連接A、B使彈簧C處于壓縮狀態(tài)，然后放置在光滑的水平桌面上．提供的測量器材有天平和刻度尺．試設(shè)計一個測定彈簧此時彈性勢能E_p的實驗方案，說明實驗中應(yīng)測定的物理量（同時用相應(yīng)的字母表示），并寫出計算彈簧彈性勢能E_p的表達式（用測得物理量的字母表示）．

Answer 1

分析：燒斷細(xì)線后，只有彈簧彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為兩物體的動能，兩物體離開桌面做平拋運動，根據(jù)平拋運動的特點求得兩物塊離開桌面時的速度，根據(jù)動能的表達式求得動能即可．

解答：解：燒斷細(xì)線后，只有彈簧彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為兩物體的動能，求得兩物體離開桌面是的動能即可．
實驗方案為：
燒斷細(xì)線，兩物體在彈簧彈力作用下開始運動，離開桌面時做平拋運動，測量兩物體的質(zhì)量為m，桌面的高度h，兩物塊的落地點之間的距離s，桌面的寬度d，
則有：h=

1

2

gt2
解得：t=

2h g

物塊水平方向的位移為：

s-d

2

所以兩物塊的水平速度為v=

s-d 2

t

=

s-d

2

g 2h

則彈簧彈性勢能E_p=2×

1

2

mv2=

mg(s-d)2

8h

答：彈簧彈性勢能E_p的表達式為

mg(s-d)2

8h

點評：本題主要考查了同學(xué)們設(shè)計實驗的能力，要求同學(xué)們知道燒斷細(xì)線后，只有彈簧彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為兩物體的動能，題目就轉(zhuǎn)化為如何求兩物塊的動能，難道適中．