Question

2．張強和小組的同學在共同探究動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化的實驗中，讓乒乓球自由下落，發(fā)觀乒乓球反彈的高度度逐漸減少．那么機械能減少的多少與什么因素有關呢？他們猜想機械能減少的多少可能與物體的質(zhì)量有關：于是他們用幾個質(zhì)量不間的乒乓球從一定高度落下．測量反彈后的高度．以下是他們實驗記錄的部分數(shù)據(jù)．

實驗次數(shù)	質(zhì)量/g	拋出方式	拋出前的高度（cm）	第一次反彈的高度（cm）	第二次反彈的高度（cm）	第三次反彈的高度（cm）
1	7	自由下落	100	70	58	46
2	8	自由下落	100	71	60	48
3	9	自由下落	100	69	58	45

通過分析數(shù)據(jù)：
（1）在實驗中．他們采取的實驗方法是控制變量法，張強認為在乒乓球與地面碰撞時有機械能損失，他的依據(jù)是每次反彈的高度都比上一次低．
（2）張強認為可以通過計算得出每碰撞一次機械能的損失率，你幫他計算在自由下落情況下，第一次實驗中的第一次碰撞中機械能減少了約30%，這些機械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，最終乒乓球靜止下來，有100%的機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．
（3）通過分析實驗數(shù)據(jù)可以得出結論，機械能減少的多少與物體的質(zhì)量有關（選填“有關”或“無關”）

Answer 1

分析 （1）研究球的反彈高度時，要控制球小落的高度不變，即讓球從同一高度靜止下落，然后測出球反彈后的高度并記錄，用到了控制變量法；
（2）乒乓球在最高高度時動能為零，機械能的大小等與重力勢能的大小，計算第二次較第一次在最高高度時的重力勢能的減小量所占的比值就知道機械能減小了百分之幾；
（3）計算比較三次的結果，確定機械能的減少是否與質(zhì)量有關．

解答 解：（1）三次實驗拋出前的高度都一致，都采用自由體體的方式拋出，體現(xiàn)了控制變量法的運用，乒乓球在最高高度時動能為零，機械能的大小等與重力勢能的大小，第二次最高高度比第一次低，機械能減少了；
（2）機械能減少的百分比=$\frac{第一次最高點的重力勢能-第二次最高點重力勢能}{第一次最高點重力勢能}$×100%
=$\frac{mg{h}_{1}-mg{h}_{2}}{mg{h}_{1}}$×100%=$\frac{{h}_{1}-{h}_{2}}{{h}_{1}}$×100%
=$\frac{100-70}{100}$×100%≈30%；
減少的部分是在與地面摩擦時轉(zhuǎn)化為內(nèi)能了；最后球靜止在地面上，動能和勢能都為零，能量全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（3）三次質(zhì)量和高度不同，機械能也不同，最后都減小為零，三次機械能的減小量都不相同，與質(zhì)量是有關系的．
故答案為：（1）控制變量法，每次反彈的高度都比上一次低；（2）30，內(nèi)，100； （3）有關．

點評 本題考查了學生對科學探究環(huán)節(jié)的了解與掌握以及實驗方案的設計，要注意控制變量法在本實驗中的應用，即控制球下落的高度相同．