Question

在探究彈性勢能的大小跟哪些因素有關時，小明提出了如下猜想：
猜想一：彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關；
猜想二：彈性勢能的大小與彈簧的材料有關．
為此，小明選用材料不同的兩根彈簧A和B（長度和粗細相同）、小球、木塊和長刻度尺各一，設計了如圖所示的實驗裝置進行
探究．實驗中，木塊起始位置相同．最后得出以下實驗記錄表．

實驗次數	使用的彈簧	被壓縮后彈簧的長度/cm	木塊移動的距離
①	彈簧A	4	S1
②	彈簧A	7	S2
③	彈簧B	4	S3
④	彈簧B	7	S4

（1）由于彈性勢能的大小不便用儀器測量，本實驗把彈性勢能的大小轉換為測量木塊移動的距離，這種研究方法叫轉換法．請舉出一個在熱學探究中用轉換法的實例：

在清水中加入紅墨水，通過擴散現象證明分子在做無規則的運動

．
（2）請將探究猜想一的方案補充完整．
a、將彈簧A、小球、木塊按如圖所示安裝好；
b、壓縮彈簧，使其長度為4cm．放手后，小球被彈出，推動木塊移動了一段距離S₁；
c、壓縮彈簧，使其長度為 8cm．放手后，小球被彈出，推動木塊移動了一段距離 S₂；
d、比較分析實驗數據 S1

大于

S₂，得出結論．
（3）為了探究猜想二，可選用實驗次數②和 ④的數據進行比較分析，若

S₂≠S₄

，說明彈性勢能的大小與彈簧的材料有關．

Answer 1

分析：（1）彈性勢能的大小是通過木塊被彈開的遠近來比較彈性勢能的多少，這種研究方法叫轉換法，如在清水中加入紅墨水，通過擴散現象證明分子在做無規則的運動；
（2）要彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度是否有關，根據控制變量法的思想，必須選擇同樣的彈簧，改變壓縮程度，比較木塊移動的距離得出結論．
（3）為了探究彈性勢能的大小是彈簧的材料有關，必須控制壓縮程度相同，改變材料，比較木塊移動的距離得出結論．

解答：解：（1）彈性勢能的大小是通過木塊被彈開的遠近來比較彈性勢能的多少，這種研究方法叫轉換法，如在清水中加入紅墨水，通過擴散現象證明分子在不停地做無規則運動；
（2）探究彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關時，應選擇相同的彈簧，改變壓縮的程度，比較小球被彈出，推動木塊移動的距離得出結論．故據上面的知識可知，由于b中壓縮彈簧的程度更大，所以 S₁ 大于S₂；
（3）為了探究猜想二，必須控制壓縮程度相同，改變材料，可選用試驗次數②和④，若S₂≠S₄說明彈性勢能的大小與彈簧的材料有關．
故答案為：（1）在清水中加入紅墨水，通過擴散現象證明分子在做無規則的運動；（2）大于；（3）S₂≠S₄．

點評：本題為探究彈性勢能與哪些因素有關的實驗，考查了分析實驗能力、考查了學生對控制變量法、轉換法的了解與掌握，屬于難題．