Question

【题目】如图所示，在“探究弹性势能表达式”时，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，钢球恰好在桌子边缘．让小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，并落到水平地面上，钢球水平位移记为s．

（1）依据能的转化与守恒思想，小球平抛时具有的初动能_____小球释放前弹簧储存的弹性势能（选填“大于”、“小于”或“等于”）．

（2）若增大弹簧的压缩量，小球飞行的水平距离将变大，请你推导出弹簧弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地高度h、水平距离s、重力加速度g的关系式：_____．

（3）图2为一张印有小方格的纸，记录着实验中钢球的某次运动轨迹，图中a、b、c、d四点为小球平抛时经过的四个位置．则小球平抛初速度的计算式为：v0=_____（用L、g表示）．如果小方格的边长L=20cm，计算v0=_____m/s（取g=10m/s2）．

Answer 1

【答案】 等于； ； ; 2.0;

【解析】（1）由机械能守恒定律可知，小球飞出时的动能由弹簧的弹性势能转化而来，二者应相等；

（2）竖直方向：

水平方向：

解得

所以小球的初动能为

根据能量守恒得 ，．

（3）在竖直方向上

代入数据得：