3.右图所示是“探究弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”的实验装置。实验过程如下:先将弹簧的一端固定,用小球(小球与弹簧不连接)压缩弹簧,测量并记录弹簧的形变量;由静止释放小球,测量并记录小球在水平面上滚动的距离$s$。改变弹簧的形变量,进行多次实验,得出结论。

(1)实验中测量并记录小球在水平面上滚动的距离$s$是为了。
(2)实验中,小球从离开弹簧到静止,其能量转化是。
(3)实验表明弹簧的弹性势能与弹簧的形变量有关,根据实验结果分析得出$E_p=\frac{1}{2}kx^2$。其中$E_p$表示弹性势能,单位是J(或N·m);$x$表示弹簧的形变量,单位是m;$k$表示弹簧的劲度系数,单位是。

3.(1)通过比较小球在水平面上滚动的距离来比较弹簧的弹性势能的大小
(2)机械能转化为内能
(3)N/m

4.如图所示,质量为2 kg的物体放在斜面的顶端A点,斜面的高AB为1.8 m,斜面的长AC为3 m。不计摩擦和空气阻力,g取10 N/kg。
(1)当物体由静止沿斜面从A点滑至C点,求物体在重力方向移动的距离和重力做的功。
(2)已知物体的动能$E_k$的大小与物体的质量m、速度v的关系为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$。当物体沿光滑斜面下滑时,重力通过做功将物体的重力势能转化为动能,重力做了多少功,物体的动能就增加了多少。求物体从A点由静止下滑到达C点的速度。

4.(1)物体由静止沿斜面从A点滑至C点,物体在重力方向移动的距离等于斜面的高AB,即$h=1.8\ \mathrm{m}$。
物体受到的重力
$G=mg=2\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=20\ \mathrm{N}$
重力做的功
$W=Gh=20\ \mathrm{N}×1.8\ \mathrm{m}=36\ \mathrm{J}$
(2)不计摩擦和空气阻力,物体下滑过程中通过重力做功将物体的重力势能转化为动能,重力做了多少功,物体的重力势能就减少了多少,相应地物体的动能就增加了多少。故在C点时物体的动能
$E_\mathrm{k}=W=36\ \mathrm{J}$
由题知,动能$E_\mathrm{k}$的大小与物体的质量$m$、速度$v$的关系为
$E_\mathrm{k}=\frac{1}{2}mv^2$
即 $36\ \mathrm{J}=\frac{1}{2}×2\ \mathrm{kg}×v^2$
解得物体到达C点的速度$v=6\ \mathrm{m/s}$。