2.如圖所示,光滑水平軌道與光滑圓弧軌道相切,輕彈簧的一端固定在軌道的左端,OP是可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿,且擺到某處即能停在該處;另有一小鋼球.現(xiàn)要利用這些器材測(cè)定彈簧被壓縮一定量時(shí)的彈性勢(shì)能:( 重力加速度為g )
①還需要的器材是天平、刻度尺.
②以上測(cè)量,實(shí)際上是把對(duì)彈性勢(shì)能的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)重力勢(shì)能的測(cè)量,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為對(duì)小球質(zhì)量和上升高度的直接測(cè)量.

分析 由題,水平軌道與圓弧軌道均是光滑的,用小球壓縮彈簧,再將彈簧釋放,彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能,根據(jù)機(jī)械能守恒定律分析需要的器材.實(shí)際上是把對(duì)彈性勢(shì)能的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)重力勢(shì)能的測(cè)量,根據(jù)重力勢(shì)能的計(jì)算公式確定需要直接測(cè)量的物理量.

解答 解:(1)用小球壓縮彈簧,再將彈簧釋放,彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能,由于水平軌道與圓弧軌道均是光滑的,只有彈簧的彈力和重力做功,小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得,彈簧的彈性勢(shì)能Ep=mgh,因此需要用天平測(cè)量小球的質(zhì)量m,用刻度尺測(cè)量小球在光滑圓弧軌道上上升的高度h.
(2)根據(jù)機(jī)械能守恒可知,實(shí)際上是把對(duì)彈性勢(shì)能的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)重力勢(shì)能的測(cè)量,根據(jù)重力勢(shì)能的計(jì)算公式Ep=mgh,可知需要直接測(cè)量的物理量是質(zhì)量、上升高度.
故答案為:①天平、刻度尺;②小球質(zhì)量,上升高度

點(diǎn)評(píng) 本題采用轉(zhuǎn)換的思維方法,將不容易測(cè)量的量轉(zhuǎn)化為容易測(cè)量的量.難度不大.

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