题目内容

3．小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远，于是提出了如下猜想：
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小是弹簧的材料有关．
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A5S1
②弹簧A8S2
③弹簧B5S3
④弹簧B8S4
（1）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．下列实验中用到此方法的是②
（填序号）．
①探究“杠杆的平衡条件”②探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”
（2）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，推动木块移动了一段距离S2；
④比较分析实验数据S1和S2，得出结论．
（3）小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消灭了．你认为小明的观点是错误的（选填“正确”或“错误”），理由是木块克服摩擦做功，机械能转化为内能．若水平面绝对光滑，本实验将不能（选填“能”或“不能”）达到探究目的，理由：木块做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近
（4）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．
（5）为了探究猜想二，可选用试验次数②和④的数据进行比较分析，若S2≠S4，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关．

分析 （1）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．
（2）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．
（3）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会由一种形式转化成另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体；
若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的．
（4）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．
（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）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“影响电磁铁磁性强弱的因素”也使用此方法．
（2）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．
（3）小球推动木块移动一段距离后都要停下来，是因为水平面有摩擦力，木块克服摩擦做功，机械能转化为内能，而不是机械能消失了．故小明的观点是错误的；
若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的．
（4）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．
（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）②；（2）③8；S2；④S1和S2；（3）错误；木块克服摩擦做功，机械能转化为内能；不能；木块做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近；（4）动能；（5）④；S2≠S4．

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
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