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：彈性勢能的大小是彈簧的材料有關．

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	5	S1
②	彈簧A	8	S2
③	彈簧B	5	S3
④	彈簧B	8	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．下列實驗中用到此方法的是   _  __   （填序號）．

①探究“杠桿的平衡條件”②探究“溫度的測量中用液面的升降表示物體的冷熱程度”

（2）請將探究猜想一的方案補充完整．

①將彈簧A、小球、木塊按如圖安裝好；

②壓縮彈簧，使其長度為5cm．放手后，小球被彈出，推動木塊移動了一段距離S1；

③壓縮彈簧，使其長度為_  __   　cm．放手后，小球被彈出，推動木塊移動　_  __  ．

④比較分析實驗數據_  __  和   ，得出結論．

（3）彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉化成小球的_  __  能．

（4）為了探究猜想二，可選用試驗次數②和_  __  的數據進行比較分析，若_  __  ，說明彈性勢能的大小與彈簧的材料有關．

 

Answer 1

【答案】

(1)     ②    (2) ③     8               S2            ④    S1                  S2         (3)     動         (4)    ④                   S2≠S4         

【解析】

試題分析：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，電磁鐵磁性的強弱我們看不到，是通過磁鐵吸引大頭針的多少來判斷的．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．彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉化成小球的動能．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．（1）轉換法的應用：

①熱學中：在清水中滴入紅墨水，通過擴散現象證明大量分子做無規則運動；

②電學中：通過磁鐵吸引大頭針的多少來說明磁性的強弱；

③聲學中：將正在發聲的音叉靠近細線懸吊著的乒乓球，乒乓球被彈起．

（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．

（3）彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉化成小球的動能．

（4）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．

考點：探究影響物體勢能大小的因素

點評：本題為探究彈性勢能與哪些因素有關的實驗，關鍵是學生對控制變量法、轉換法的了解與掌握，屬于難題．