Question

某同学经查阅资料得知：弹簧弹性势能的表达式为EP=12kx2，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量．为验

某同学经查阅资料得知：弹簧弹性势能的表达式为EP=12kx2，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量．为验证这个结论，他找来一根劲度系数未知的轻质弹簧和已知质量为m的物块，事先测出物块与水平面间的动摩擦因数μ的值．查，又查出当地重力加速度g的值．（1）在测量实验所用弹簧的劲度系k时，若只能选用一个测量仪器，则可以选择______．（2）在测出弹簧的劲度系数k和物块与水平面间的动摩擦因数μ的值之后，按照图所示的方式进行仪器组装：弹簧左端固定在墙上，物块紧靠弹簧右端放置在水平面上，且与弹簧不拴接．在弹簧处于原长的情况下，标记物块左侧边缘（即弹簧右端）的位置O；然后用水平力推物块，将弹簧压缩，标记弹簧压缩最短时物块左侧边缘的位置A；然后突然撤去推力，弹簧将物块推出，物块滑行一段距离后停下，标记此时物块左侧边缘的位置B．测得OA之间的距离为x1，OB之间的距离为x2．在分析实验数据时，若算出______与______的值近似相等，便可视为成功验证了弹簧的弹性势能表达式．（用测得的物理量和已知物理量的符号表示）

Answer 1

（1）要验证E_P=

1

2

kx²，一般是需要测量弹簧的原长和形变量，所以需要用到刻度尺；
（2）该实验中，用到了物块与水平面间的动摩擦因数μ的值，所以实验的原理与μ有关，要考虑实验的原理可能是使用能量的转化与守恒，即弹簧的弹力做功，转化为物体的机械能；摩擦力做功机械能有转化为内能．减少的弹性势能：EP＝

1

2

k

x

2 1

，摩擦力做功：W=μmg（x₁+x₂），整个的过程中弹簧的做功与摩擦力做功的总和为0：若

1

2

k

x

2 1

?μmg(x1+x2)＝0?0成立，则说明弹簧的弹性势能为EP＝

1

2

k

x

2 1

．所以要计算出

1

2

k

x

2 1

与μmg（x₁+x₂）的值近似相等．
故答案为：（1）刻度尺；（2）

1

2

k

x

2 1

；μmg（x₁+x₂）