Question

19．探究一：九年級物理課本中給出了一些物體的動能，如表所示：

行走的牛	約60J
跑百米的 運動員	約3×103J
飛行的步槍子彈	約5×103J

（1）在質量和速度這兩個物理量中，對動能影響較大的是速度（質量/速度）．
（2）物體的動能（E）與物體的質量（m）和運動速度（v）的定量關系，你認為正確的是下面的哪一個C．
A．E=mv    B．E=$\sqrt{mv}$   C．E=mv²
探究二：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：

實驗次序	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

（3）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．下列兩個實驗中用到此方法的是②．
①探究“杠桿的平衡條件”②探究“影響壓強大小的因素”
（4）請將探究猜想一的方案補充完整．
①將彈簧A、小球、木塊按如圖所示的方法安裝好；
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8cm，放手后，小球被彈出，推動木塊移動s₂；
④比較分析實驗數(shù)據(jù)s₁和s₂的關系，得出結論．
（5）為了探究猜想二，可選用實驗次序②和④的數(shù)據(jù)進行比較分析，若s₂不等于s₄，說明彈性勢能的大小與彈簧的材料有關．

Answer 1

分析 （1）通過物體質量、速度和動能的倍數(shù)關系得出結論；
（2）通過（1）得出的結論，進一步得出物體的動能（E）與物體的質量（m）和運動速度（v）的定量關系；
（3）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；
（4）要彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度是否有關，根據(jù)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；
（5）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）子彈的質量很小，約是運動員質量的$\frac{1}{6000}$，子彈的速度大約是運動員的80倍，而它們的動能卻差不多，說明速度對物體動能的影響更大．或者：運動員的質量約是牛的質量的$\frac{1}{10}$，運動員的速度是牛的速度的20倍，而運動員的動能卻是牛動能的50倍，這說明速度對物體動能的影響更大；
（2）速度對物體動能的影響大于質量的影響，因此應該突出速度的主要，所以公式為C；
（3）①探究杠桿平衡的條件，需要多次實驗，改變拉力及其力臂，是采用多次實驗得出普遍規(guī)律的方式進行的．
②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，探究“影響壓強大小的因素”也使用了此方法；
（4）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，改變彈簧壓縮的程度，比較小球被彈出推動木塊移動的距離得出結論；
（5）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(shù)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）速度；（2）C；（3）②；（4）8；（5）④；s₂不等于s₄．

點評 本題為探究動能、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．