Question

如圖所示，A、B是兩個(gè)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(cè)量器材有天平和刻度尺．試設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定彈簧此時(shí)彈性勢(shì)能E_p的實(shí)驗(yàn)方案，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)定的物理量（同時(shí)用相應(yīng)的字母表示），并寫(xiě)出計(jì)算彈簧彈性勢(shì)能E_p的表達(dá)式（用測(cè)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(jī)械能守恒，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為兩物體的動(dòng)能，兩物體離開(kāi)桌面做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)求得兩物塊離開(kāi)桌面時(shí)的速度，根據(jù)動(dòng)能的表達(dá)式求得動(dòng)能即可．

解答：解：燒斷細(xì)線后，只有彈簧彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為兩物體的動(dòng)能，求得兩物體離開(kāi)桌面是的動(dòng)能即可．
實(shí)驗(yàn)方案為：
燒斷細(xì)線，兩物體在彈簧彈力作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)桌面時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)，測(cè)量?jī)晌矬w的質(zhì)量為m，桌面的高度h，兩物塊的落地點(diǎn)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(shì)能E_p=2×

1

2

mv2=

mg(s-d)2

8h

答：彈簧彈性勢(shì)能E_p的表達(dá)式為

mg(s-d)2

8h

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(jī)械能守恒，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為兩物體的動(dòng)能，題目就轉(zhuǎn)化為如何求兩物塊的動(dòng)能，難道適中．