Question

19．探究一：九年级物理课本中给出了一些物体的动能，如表所示：

行走的牛	约60J
跑百米的 运动员	约3×103J
飞行的步枪子弹	约5×103J

（1）在质量和速度这两个物理量中，对动能影响较大的是速度（质量/速度）．
（2）物体的动能（E）与物体的质量（m）和运动速度（v）的定量关系，你认为正确的是下面的哪一个C．
A．E=mv    B．E=$\sqrt{mv}$   C．E=mv²
探究二：在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关．
为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同），小球、木块和长刻度尺各一，设计了如图所示的实验装置进行探究．实验中，木块起始位置相同．最后得出以下实验记录表：

实验次序	使用的弹簧	被压缩后弹簧的长度/cm	木块移动的距离
①	弹簧A	5	s1
②	弹簧A	8	s2
③	弹簧B	5	s3
④	弹簧B	8	s4

（3）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离，这种研究方法叫转换法．下列两个实验中用到此方法的是②．
①探究“杠杆的平衡条件”②探究“影响压强大小的因素”
（4）请将探究猜想一的方案补充完整．
①将弹簧A、小球、木块按如图所示的方法安装好；
②压缩弹簧，使其长度为5cm．放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离s₁；
③压缩弹簧，使其长度为8cm，放手后，小球被弹出，推动木块移动s₂；
④比较分析实验数据s₁和s₂的关系，得出结论．
（5）为了探究猜想二，可选用实验次序②和④的数据进行比较分析，若s₂不等于s₄，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关．

Answer 1

分析 （1）通过物体质量、速度和动能的倍数关系得出结论；
（2）通过（1）得出的结论，进一步得出物体的动能（E）与物体的质量（m）和运动速度（v）的定量关系；
（3）弹性势能的大小是通过木块被弹开的远近来比较弹性势能的多少，这种研究方法叫转换法，电磁铁磁性的强弱我们看不到，是通过磁铁吸引大头针的多少来判断的；
（4）要弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度是否有关，根据控制变量法的思想，必须选择同样的弹簧，改变压缩程度，比较木块移动的距离得出结论；
（5）为了探究弹性势能的大小是弹簧的材料有关，必须控制压缩程度相同，改变材料，比较木块移动的距离得出结论．

解答 解：
（1）子弹的质量很小，约是运动员质量的$\frac{1}{6000}$，子弹的速度大约是运动员的80倍，而它们的动能却差不多，说明速度对物体动能的影响更大．或者：运动员的质量约是牛的质量的$\frac{1}{10}$，运动员的速度是牛的速度的20倍，而运动员的动能却是牛动能的50倍，这说明速度对物体动能的影响更大；
（2）速度对物体动能的影响大于质量的影响，因此应该突出速度的主要，所以公式为C；
（3）①探究杠杆平衡的条件，需要多次实验，改变拉力及其力臂，是采用多次实验得出普遍规律的方式进行的．
②由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离，这种研究方法叫转换法，探究“影响压强大小的因素”也使用了此方法；
（4）探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关时，应选择相同的弹簧，改变弹簧压缩的程度，比较小球被弹出推动木块移动的距离得出结论；
（5）为了探究猜想二，必须控制压缩程度相同，改变材料，可选用试验次数②和④，若S₂≠S₄说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关．
故答案为：（1）速度；（2）C；（3）②；（4）8；（5）④；s₂不等于s₄．

点评 本题为探究动能、弹性势能与哪些因素有关的实验，考查了分析实验能力、考查了学生对控制变量法、转换法的了解与掌握，属于难题．