Question

3．在探究彈性勢能的大小跟哪些因素有關(guān)時(shí)，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(guān)；
猜想二：彈性勢能的大小與彈簧的材料有關(guān)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	使用的彈簧	被壓縮后彈簧的長度/cm	木塊移動(dòng)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

為此，小明選用材料不同的兩根彈簧A和B（長度和粗細(xì)相同），小球、木塊和長刻度尺各一，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行探究．實(shí)驗(yàn)中，木塊起始位置相同．最后得出以下實(shí)驗(yàn)記錄表．
（1）由于彈性勢能的大小不便用儀器測量，本實(shí)驗(yàn)在運(yùn)用“控制變量法”的基礎(chǔ)上，巧妙運(yùn)用了“轉(zhuǎn)換法”．下列實(shí)驗(yàn)中沒有用到此方法的是③（填序號）．
①比較水和沙子吸熱升溫現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中吸熱多少用酒精燈加熱時(shí)長表示 ②將紅墨水滴入水中演示擴(kuò)散現(xiàn)象．③電流看不見、摸不著，但用“水流”來類比電流．
（2）請將探究猜想一的方案補(bǔ)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(dòng)木塊移動(dòng)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(dòng)木塊移動(dòng)S₂．
④比較分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)S₁和S₂，得出結(jié)論．
（3）彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化成小球的動(dòng)能．
（4）為了探究猜想二，可選用試驗(yàn)次數(shù)②和④的數(shù)據(jù)進(jìn)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(guān)．

Answer 1

分析 （1）彈性勢能的大小是通過木塊被彈開的遠(yuǎn)近來比較彈性勢能的多少，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法，壓強(qiáng)大小我們看不到，是通過海綿的凹陷程度來判斷的．
（2）要彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度是否有關(guān)，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(dòng)的距離得出結(jié)論．
（3）彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化成小球的動(dòng)能．
（4）為了探究彈性勢能的大小是彈簧的材料有關(guān)，必須控制壓縮程度相同，改變材料，比較木塊移動(dòng)的距離得出結(jié)論．

解答 解：（1）比較水和沙子吸熱升溫現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中吸熱多少用酒精燈加熱時(shí)長表示用的是控制變量法，將紅墨水滴入水中演示擴(kuò)散現(xiàn)象屬于轉(zhuǎn)換法，電流看不見、摸不著，但用“水流”來類比電流沒有用到控制變量法和轉(zhuǎn)換法；
（2）探究彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關(guān)時(shí)，應(yīng)選擇相同的彈簧，改變壓縮的程度，比較小球被彈出，推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離得出結(jié)論．
（3）彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化成小球的動(dòng)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(yàn)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(guān)．
故答案為：（1）③；（2）8；S₂；S₁；S₂；（3）動(dòng)；（4）④；S₂≠S₄．

點(diǎn)評 本題為探究彈性勢能與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，考查了分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�、考查了學(xué)生對控制變量法、轉(zhuǎn)換法的了解與掌握，屬于難題．