问题
问答题
为了测定一根轻质弹簧压缩最短时的弹性势能的大小,可以将弹簧一端固定在一个带有凹槽的轨道的一端,将轨道固定在水平桌面的边缘上,如图所示,用钢球将弹簧压缩至最短,然后突然释放,钢球将沿轨道飞出桌面后再落到地面.
(1)实验时需要直接测定的物理量是______
A.弹簧的原长L0
B.钢球的质量m
C.弹簧被压缩的长度△L
D.钢球落地点与槽口间的水平距离s
E.桌面的高度h
F.凹槽距地面的高度H
(2)弹簧最短时弹性势能的计算公式EP=______.

答案
钢球离开桌面后做平抛运动,根据分运动公式,有:
水平方向:S=v0t;
竖直方向:H=
gt2;1 2
解得:v0=S
;g 2H
故平抛的初动能为:Ek0=
m1 2
=v 20
;mgS2 4H
根据机械能守恒定律,弹簧的弹性势能为:Ep=
;mgS2 4H
故需要测量:钢球的质量m,平抛的水平分位移S,平抛的高度H;
故选BDF;
(2)由上述分析知Ep=
.mgS2 4H
故答案为:(1)BDF;(2)
.mgS2 4H