Question

【題目】同學們所用的筆，有些在靠近筆端的地方裝有一個輕質彈簧（如圖1所示）．小文和小軍各自拿自己裝有彈簧的筆玩彈筆游戲．結果發現小軍的筆彈得高一些，小文分析：筆彈起的高度與筆內彈簧的彈性勢能的大小有關，那么彈簧彈性勢能的大小又跟什么因素有關呢？

小文猜想：

①彈簧彈性勢能的大小可能跟它的材料有關；

②彈簧彈性勢能的大小可能跟它彈性形變的程度有關．

（1）小文利用兩個外形完全相同但材料不同的彈簧A和B、一個小鋼球、一個輕木塊，在同一水平面上進行了如圖2所示的實驗，此實驗是為了驗證猜想 ，實驗中彈性勢能的大小是通過 來體現的．

（2）請你設計一個實驗方案來驗證另一個猜想（寫出簡要的實驗步驟，分析可能出現的現象并得出結論）．

Answer 1

【答案】（1）①；木塊被推動的距離；

（2）①a．將小球置于彈簧A的右端，使彈簧被壓縮的長度為2cm，放手后小球被彈出，并與一木塊相碰，木塊被推動了一段距離s1；

b．將同一個彈簧壓縮的程度稍大一些，把小球置于彈簧的右端，觀察小球撞擊木塊后木塊移動的距離s2；

②若 s1等于s2 說明彈簧的彈性勢能的大小與彈性形變的程度無關；

若s1＞s2，說明彈簧彈性形變的程度越小，彈性勢能的越小；

若s1＜s2，說明彈簧彈性形變的程度越大，彈性勢能的越大．

【解析】

試題分析：（1）小文猜想：①彈簧彈性勢能的大小可能跟它的材料有關；②彈簧彈性勢能的大小可能跟它彈性形變的程度有關．由圖可知簧彈性形變程度相同，材料不同，此實驗是為了驗證猜想①彈簧彈性勢能的大小可能跟它的材料有關；彈簧具有彈性勢能的大小，無法直接觀察，該實驗通過小球對木塊做的功來反映彈簧彈性勢能的大小；木塊移動的距離反映小球對木塊做功的多少，木塊移動距離越遠，小球做功越多，彈簧的彈性勢能越大，反之越小；

（2）設計實驗探究彈簧彈性勢能的大小跟它彈性形變的程度有關．

①步驟：a．將小球置于彈簧A的右端，使彈簧被壓縮的長度為2cm，放手后小球被彈出，并與一木塊相碰，木塊被推動了一段距離s1；

b．將同一個彈簧壓縮的程度稍大一些，把小球置于彈簧的右端，觀察小球撞擊木塊后木塊移動的距離s2；

②比較s1、s2得出結論．

若s1等于s2 說明彈簧的彈性勢能的大小與彈性形變的程度無關；

若s1＞s2，說明彈簧彈性形變的程度越小，彈性勢能的越小；

若s1＜s2，說明彈簧彈性形變的程度越大，彈性勢能的越大．