Question

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

實驗次數(shù)	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

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．
（1）由于彈性勢能的大小不便用儀器測量，本實驗在運用“控制變量法”的基礎上，巧妙運用了“轉(zhuǎn)換法”．下列實驗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)象實驗中吸熱多少用酒精燈加熱時長表示 ②將紅墨水滴入水中演示擴散現(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，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)化成小球的動能．
（4）為了探究猜想二，可選用試驗次數(shù)②和④的數(shù)據(jù)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(guān)．

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(zhuǎn)換法，壓強大小我們看不到，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)象實驗中吸熱多少用酒精燈加熱時長表示用的是控制變量法，將紅墨水滴入水中演示擴散現(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，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(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(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；（4）④；S₂≠S₄．

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