Question

求教一道高三物理实验题

一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系．实验装置如下图甲所示，在离地面高为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右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的小刚球接触．将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹．（1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为；（2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：
弹簧压缩量x/（cm）1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
小球飞行水平距离s/m2.01 3.00 4.01 4.98 6.01 6.99

结合（1）问与表中数据，弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为
Ep=_________________；
（3）完成实验后，该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变：（I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；（II）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板上得到痕迹P；（III）用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y．若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L，则（II）步骤中弹簧的压缩量应该为x=___________________。

（4）若该同学在完成图乙实验的过程中，弹簧与桌子右边缘不垂直，用（3）问的方法计算得出的弹簧压缩量比实际_____________________。（选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”）．
第3问的答案： 第4问的答案是：偏小。

我不明白的主要是第4问，为什么一定偏小呢？另外，题目中说的弹簧与桌子右边缘不垂直其结果一定导致小球做斜下抛运动吗？





Answer 1

你理解错了吧，题目中的弹簧和桌子右边缘不垂直，不是说斜上抛或斜下抛，是弹簧与桌面右边缘不垂直，我画了一俯视图，你看看

Answer 2

偏小无疑
如果不垂直，会导致初始速度与右边缘不垂直。相同伸缩量（相同的弹性势能）得到的初始速度大小是一样大的
但是如果不垂直，分解到水平方向上的速度（也就是本实验要测量的速度）就会变小，所以你计算出来的伸缩量就会小于实际值

不垂直，速度就不是水平（不是左右方向），前后方向也有速度，就不是平抛了