在研究“弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系”实验中,弹簧长度的改变量可利用刻度尺直接测量得到,而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量.现有两组同学分别按图甲(让

问题描述:

在研究“弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系”实验中,弹簧长度的改变量可利用刻度尺直接测量得到,而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量.现有两组同学分别按图甲(让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)和图乙(让滑块向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使滑块在气垫导轨上向右运动,通过相应的测量仪器可以测出滑块脱离弹簧后的速度)两组不同的测量方案进行测量.请写出图甲方案中弹性势能与小球质量m及图中各量之间的关系EP=______;图乙方案中除了从仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度外还要直接测量的量是______;两种设计方案的共同点都是将弹性势能的测量转化为对另一种形式的能______的测量.

甲方案中,滑块做平抛运动,由水平与竖直位移可求出平抛速度,则为:v=s

g
2h
,所以弹簧的弹性势能为:EP=
mgS2
4h

乙方案中除了从仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度(通过光电门来测瞬时速度)外,还要直接测量滑块的质量.
上述两种方案均是将弹性势能转化为动能.
第三种方案为:将弹簧竖直放置,用滑块压缩弹簧后释放,测量出上升的高度,则重力势能的变化即为弹簧的弹性势能. 
故答案为:
mgS2
4h
; 滑块的质量;动能.