某同学为了研究弹簧的弹性势能Ep跟弹簧的形变量x之间的关系,设计了这样一个实验:在固定于地面的光滑的桌面上靠近桌边处,将弹簧的一端固定,用一只小球压缩弹簧,然后释放小球弹出,小球弹出后刚好离开桌面做平抛运动,测出弹簧的压缩量x,现测出小球被弹出时的速度,算出对应的动能EK.(认为等于弹簧的弹性势能),从而研究Ep和x间的函数关系.该实验中除上述器材外还需的测量仪器有:
 
,必须测量的物理量有:
 
分析:弹簧的弹性势能转化为小球的动能,小球获得的动能等于弹簧的弹性势能,小球离开桌面后做平抛运动,测出小球平抛的竖直与水平位移,由平抛运动的知识可以求出小球平抛时的初速度,再测出小球质量,即可求出小球获得的动能,即可以求出弹簧的弹性势能.
解答:解:小球离开桌面后做平抛运动,
在竖直方向:h=
1
2
gt2
水平方向:s=vt,
弹簧的弹性势能EP=EK=
1
2
mv2
解得,弹簧的弹性势能EP=
mgs2
4h

由此可知,要测出弹簧的弹性势能需要测量:
小球质量m、水平桌面距距地面的高度h、小球落地点与抛出点间的水平距离s,
需要的实验器材是:天平、刻度尺.
故答案为:天平、刻度尺;小球质量m、水平桌面距距地面的高度h、小球落地点与抛出点间的水平距离s.
点评:知道实验原理是正确解题的前提与关键,对与实验题要知道实验目的、明确实验原理.
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