题目内容
14.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,小明选用长度和粗细分别相同,但材料不同的两根弹簧A和B,小球、木块等器材,利用如图所示的实验装置进行实验.实验数据记录如表.
| 实验次数 | 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 | |
| ② | 弹簧A | 8 | |
| ③ | 弹簧B | 5 | |
| ④ | 弹簧B | 8 |
(2)针对猜想一的实验探究中,自变量是弹簧被压缩的程度,因变量是弹性势能.
(3)为探究猜想二,可选用实验序号②和④记录的数据进行比较.若木块移动距离不相等,则说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关.
(4)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木块移动距离的大小,这种研究方法叫转换法.下列实验中用到此方法的是B.
A.探究物体的浮沉条件 B.探究液体内部的压强特点
C.探究动滑轮的工作特点 D.探究铁块的质量与体积的关系.
分析 (1)弹簧将小球弹开的过程中,是弹簧的弹性势能转化成小球的动能.
(2)自变量是最初变动的量,因变量是由于自变量变动而引起变动的量;
(3)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;
(4)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,液体内部的压强我们看不到,是通过U形管两侧液面的高度变化来判断的.
解答 解:(1)弹簧将小球弹开的过程中,是弹簧的弹性势能转化成小球的动能.
(2)弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关的实验中,自变量是弹簧被压缩的程度,因变量是弹性势能;
(3)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,若木块移动距离不相等即S2≠S4说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关.
(4)液体内部的压强我们看不到,是通过U形管两侧液面的高度变化来判断的,探究液体内部的压强特点用的是转换法.
故答案为:(1)动;
(2)弹簧被压缩的程度;弹性势能;
(3)④;木块移动距离不相等;(4)B.
点评 本题为探究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.
练习册系列答案
相关题目
9.回顾实验和探究(请将下列实验报告中的空缺部分填写完整):
(1)探究影响音调高低的因素:
(2)探究凸透镜成像的规律:
(1)探究影响音调高低的因素:
| 过程 | 把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边.拨动钢尺,听它 振动发出的声音,同时观察钢尺振动的快慢.增大钢尺伸出桌边的长度,重复实验. | |
| 结论 | 物体振动频率越慢,音调越低. |
| 猜想 | 小雨猜想凸透镜只能成实像,不能成虚像. | |
| 过程 | 叶子姐姐认为小雨的猜想不对,于是进行如下实验:将焦距是10cm的凸透镜固定在图示位置,将蜡烛分别放在a、b、c处,移动光屏都能得到烛焰清晰、倒立的像,其中在b处所成的像是等大(填“放大”、“缩小”或“等大”)的;将蜡烛放在d处,在光屏上得不到烛焰的像,于是她让小雨撤去光屏,透过凸透镜观察到一个正立(填“倒立”或“正立”)、放大的像. 这就证明小雨的猜想是不全面的. | |
| 程序 | 提出问题--猜想--实验反驳--得出结论 | |
| 问题 讨论 | 将实验中的凸透镜换成玻璃板来探究平面镜成像的特点,运用的科学方法是换元法.将蜡烛放在b处时,发现像成在图中70cm处,说明平面镜所成的像与物体到平面镜的距离相等. | |
6.今年入春以来,我国先后发生了多次沙尘暴,沙尘暴肆虐我国华北、华中、华南等地区,还影响到香港、台湾地区,甚至涉及了大半个亚洲.历史上2007年2月28日,从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴,列车从第1节到第11节车厢相继被推翻(如图).看了这个报道后,某研究小组为探究沙尘暴的威力,进行了模拟研究.如图为测定沙尘暴风力的实验装置图,其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝的阻值为100欧,一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在B点接触,有风时细金属丝将偏离竖直方向,细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触,电源电压为10V.研究小组的小明同学对此装置分析中,知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小(p)与电压表的读数(U)成正比.他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素进行了如下的实验研究:

实验 1:在含沙量相同条件下,改变风速,记录不同风速下电压表的示数如表.
实验2:在风速大小相同条件下,改变风中空气的含沙量,记录不同含沙量时电压表的示数.
(1)无风时,电压表示数为多少?电路中的电流时多少?
(2)为何不在电路中串联电流表,将电流表改成风力表?
(3)根据实验1及上表中数据可知电压表示数与风速的关系;小明对实验2中数据进行分析处理,发现单位面积上所受到的风力(p)与含沙量(ρ)成正比.请你写出单位面积上所受到的风力大小(p)与风速(v)和含沙量(ρ)的关系式.(设比例系数为k).
(4)若问题3中关系式的比例系数k为0.6,请计算当被推翻的车厢高度h为3m,车厢长度l为25m,车厢质量为50t,铁轨间距d为1.5m,沙尘暴中含沙量为5kg/m3,当时的风速至少为多大?(g=10N/kg,假设车厢是规则物体,风力集中作用在车厢的重心且与车厢侧面垂直).
实验 1:在含沙量相同条件下,改变风速,记录不同风速下电压表的示数如表.
实验2:在风速大小相同条件下,改变风中空气的含沙量,记录不同含沙量时电压表的示数.
| 风速v(m/s) | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 电压表示数(V) | 0.6 | 2.4 | 5.4 | 9.6 |
(2)为何不在电路中串联电流表,将电流表改成风力表?
(3)根据实验1及上表中数据可知电压表示数与风速的关系;小明对实验2中数据进行分析处理,发现单位面积上所受到的风力(p)与含沙量(ρ)成正比.请你写出单位面积上所受到的风力大小(p)与风速(v)和含沙量(ρ)的关系式.(设比例系数为k).
(4)若问题3中关系式的比例系数k为0.6,请计算当被推翻的车厢高度h为3m,车厢长度l为25m,车厢质量为50t,铁轨间距d为1.5m,沙尘暴中含沙量为5kg/m3,当时的风速至少为多大?(g=10N/kg,假设车厢是规则物体,风力集中作用在车厢的重心且与车厢侧面垂直).
3.
甲、乙两人用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的a、b两个滑轮组,把相同物体提升了相同的高度,则两滑轮组的效率η甲、η乙之比及甲、乙两人所用的力F1、F2之比分别是(不计摩擦及绳重)( )
| A. | 1:1 3:2 | B. | 1:1 2:3 | C. | 2:3 2:3 | D. | 3:2 3:2 |