Question

14．如圖所示，小明看到打樁機思考“重錘對地面打擊力的大小與什么因素有關(guān)”的問題，并提出猜想一：打擊力的大小與重錘的質(zhì)量有關(guān)．
請你完成猜想二：打擊力的大小與重錘被舉起的高度有關(guān)．
（1）小明找來排球和足球模擬“打樁”，驗證猜想一．設(shè)計實驗方案如下：
①用臺秤分別稱出排球和足球質(zhì)量m₁、m₂；
②在光滑平整的地板上放一張白紙，在白紙上疊放一張復(fù)寫紙．將排球從紙的正上方一定高度靜止下落，排球打在復(fù)寫紙上，在白紙上留下打擊的復(fù)寫印跡，記為“印跡1”；
③換用足球從另一高度落下，重做上面的實驗．得到足球打擊的“印跡2”；
④比較兩次“印跡”大小，“印跡”大者說明打擊力大．
（2）請你對小明的實驗方案做出評估：沒有控制兩球下落高度相同．
（3）看到小明的實驗后，聰明的小華設(shè)計測出排球和足球的打擊力大小方案：他將留有“印跡1”的白紙鋪于臺稱上，排球放在印跡上，用力擠壓使排球發(fā)生形變后…，同理可測出足球打擊力的大小，請你完成“…”所代表的方案：使排球的形變與“印跡1”重合，讀出此時臺稱的示數(shù)，即為排球的打擊力F₁，用同樣的方法可以測量足球的打擊力F₂．
（4）此種測量打擊力大小的方法在物理學(xué)中經(jīng)常使用，請你列舉一例：平面鏡成像中用后面的蠟燭等效替代前面蠟燭的像．

Answer 1

分析 知道力可以改變物體的形狀，也可以改變物體的運動狀態(tài)．
同時要知道被舉高的物體具有重力勢能，掌握重力勢能的影響因素：質(zhì)量和物體被舉的高度．知道物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，則重力勢能越大．
在設(shè)計實驗時，需要注意控制變量法的應(yīng)用，要探究重力勢能與質(zhì)量之間的關(guān)系，需要控制物體的高度．
在分析的過程中，根據(jù)具體的情況進行分析．

解答 解：據(jù)生活經(jīng)驗可知，在高度一定時，重錘的質(zhì)量越大，其打樁時的打擊力越大；且在質(zhì)量一定時，重錘的高度越大，其對樁的打擊力越大，故打擊力的大小與重錘的質(zhì)量和重錘被舉起的高度有關(guān)．
（2）該同學(xué)在c中，換用足球從另一高度落下，重做上面的實驗．得到足球打擊的“印跡2”；沒有控制兩球下落高度相同，同時他采用的這種測量力的方法不易操作．
（3）使排球的形變與“印跡1”重合，讀出此時臺稱的示數(shù)，即為排球的打擊力F₁，用同樣的方法可以測量足球的打擊力F₂．
（4）將排球從紙的正上方一定高度靜止下落，排球打在復(fù)寫紙上，在白紙上留下打擊的復(fù)寫印跡利用了等效替代法，利用等效替代法的如：平面鏡成像中用后面的蠟燭等效替代前面蠟燭的像．
故答案為：（1）高度；
（2）沒有控制兩球下落高度相同；
（3）使排球的形變與“印跡1”重合，讀出此時臺稱的示數(shù)，即為排球的打擊力F₁，用同樣的方法可以測量足球的打擊力F₂．
（4）平面鏡成像中用后面的蠟燭等效替代前面蠟燭的像．

點評 本題考查重力勢能大小與什么因素有關(guān)，實驗中采用了控制變量法，等效替代法，轉(zhuǎn)換法；在平時的學(xué)習(xí)與生活中多積累應(yīng)用物理知識的事例，便于理解和解答問題．