某同學查資料得知:彈簧的彈性勢能僅與彈簧的勁度系數和形變量有關,并且與形變量的平方成正比.為了檢驗此結論的正確性,他設計了如下實驗:
(a)取一根輕質彈簧和一根內徑略大的直玻璃管,將玻璃管固定在水平桌面上,將彈簧插入玻璃管并固定一端,如圖1所示.
(b)將小鋼球放入玻璃管,輕推小鋼球,使彈簧壓縮到某一位置后,測出彈簧的壓縮量x.
(c)然后突然撤去外力,小鋼球沿水平方向彈出落在地面上,記錄小鋼球的落地位置.
(d)保持彈簧壓縮量不變,重復10次上述操作,從而確定小鋼球的平均落點,測得小鋼球的水平射程s.
(e)多次改變彈簧的壓縮量x的數值x
1、x
2、x
3、…,重復以上步驟,測得小鋼球的多組水平射程s
1、s
2、s
3、…
請你回答下列問題:
(1)在實驗中,“保持彈簧壓縮量不變,重復10次上述操作,從而確定小鋼球的平均落點”的目的是為了減小
(填“系統誤差”或“偶然誤差”).
(2)若要測量小鋼球的水平射程s,除圖中畫出的器材以外,還必須選取的實驗器材是
.(填寫器材代號)
A.秒表 B.刻度尺 C.螺旋測微器 D.白紙 E.復寫紙
(3)該同學根據實驗的測量結果,作出彈簧形變量x與小鋼球水平射程s的s-x圖象(如圖2),測量出了桌面離地面的高度為h,小球的質量為m,根據能量守恒定律推導出了彈性勢能E
P與水平射程s的關系式:E
P=
.根據彈簧形變量x與小鋼球水平射程s的s-x圖象,推斷出彈簧的彈性勢能E
P與x
2成正比理由是
.
