Question

2．物理课上，当老师提出“弹性势能的大小跟哪些因素有关”的问题时，同学们提出了如下猜想：
猜想一：弹性势能的大小可能与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小可能与弹簧的材料有关；
猜想三：弹性势能的大小可能与弹簧的长度有关；
猜想四：弹性势能的大小可能与弹簧的粗细有关．
请你帮助他们完成下列内容：
（1）为验证猜想一，他们设计了如图所示的实验，实验时将同一弹簧压缩不同（选填“相同”或“不同”）的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块被推动的距离，从而比较弹性势能的大小．

（2）为验证猜想二，需选用相同、不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩相同（选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若木块被推动的距离不相等，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关．
（3）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．

Answer 1

分析 （1）探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关，改变弹簧的形变大小，放手后小球被弹出，并与一木块相碰，观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小；
（2）探究弹性势能的大小与弹簧的材料有关；需保证弹簧丝的长度和粗细相同，材料不同，压缩程度相同，放手后小球被弹出，并与一木块相碰，观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小；
（3）绝对光滑的水平面无摩擦，不能改变物体的运动状态．

解答 解：（1）此题要改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一个弹簧压缩不同的长度；运用转换法，观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小；
（2）为验证猜想二，需选用长度和粗细相同，材料不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩相同的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若木块被推动的距离不相等，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
（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，如果水平面绝对光滑，与木块之间无摩擦力，木块将做匀速直线运动，不会停下来，所以不能达到探究目的．
故答案为：（1）不同；（2）相同；有关；（3）不能．

点评 本题为探究弹性势能与形变大小关系的实验，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．