一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验方法如下:在离地面
高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右
端与质量为m的小钢球接触,当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示。
将钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行
落到水平地面,水平距离为S。
![]()
(1)请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式。
(2)弹簧长度的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如表所示:
| 弹簧长度压缩量x/cm | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
| 钢球飞行水平距离s/m | 2.01 | 3.00 | 4.01 | 4.96 | 6.01 | 7.00 |
从上面的实验数据,你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧长度的压缩星x之间有何关系?为什么?
解:(1)由![]()
(2)因为由
∝s2又由表可知,x∝s,所以Ep和x2成正比。