Question

如图所示，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的左端固定，右端放一个小球（小球与弹簧不连接），OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处．现在要利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能．
（1）还需要的器材有______．
（2）以上测量实际上是把对弹簧弹性势能的测量转化为对小球______能的测量，该实验需要测量的物理量有______和______．

Answer 1

【答案】分析：由题，水平轨道与圆弧轨道均是光滑的，用小球压缩弹簧，再将弹簧释放，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，根据机械能守恒定律分析需要的器材．实际上是把对弹性势能的测量转化为对重力势能的测量，根据重力势能的计算公式确定需要直接测量的物理量．
解答：解：①用小球压缩弹簧，再将弹簧释放，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，由于水平轨道与圆弧轨道均是光滑的，只有弹簧的弹力和重力做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能E_p=mgh，因此需要用天平测量小球的质量m，用刻度尺测量小球在光滑圆弧轨道上上升的高度h．
②根据机械能守恒可知，实际上是把对弹性势能的测量转化为对重力势能的测量，根据重力势能的计算公式E_p=mgh，可知需要直接测量的物理量是质量、上升高度．
③根据机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能E_p=mgh，因此需要测量小球的质量m和小球在光滑圆弧轨道上上升的高度h；
故答案为：①天平、刻度尺；②重力势、质量、上升高度．
点评：本题采用转换的思维方法，将不容易测量的量转化为容易测量的量．基本题．