Question

（9分）有一学生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的一小钢球接触。当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘。如图所示，让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，小球在空中飞行后落到水平地面，水平距离为S。

（1）请你推导出弹簧的弹性势能E_P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的实验数据如下表所示：

弹簧长度压缩量x（cm）	0.50	0.75	1.00	1.25	1.50	1.75
钢球飞行水平距离s（m）	1.01	1.50	2.01	2.48	3.01	3.50

从上面的实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能E_P与弹簧长度的压缩量x之间有何关系？为什么？________________________________________________________________。

Answer 1

（1）E_P＝ （2）与x²成正比，因为从表中可以看出，s与x成正比、所以s²与x²成正比，由E_P＝的关系式可知E_P与x²成正比。