Question

2．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，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，以下是实验记录表：

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A	5	S1
②	弹簧A	8	S2
③	弹簧B	5	S3
④	弹簧B	8	S4

（1）由于弹性势能的大小不使用仪器测量，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、木块按如图所示安装好；
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）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．
（4）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与S₄不相等，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关．

Answer 1

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，电磁铁磁性强弱不能直接看到，是通过电磁铁吸引小铁钉的数量来判断的．
（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）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．
（4）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）①探究“杠杆的平衡条件”实验，用的是控制变量法；
②探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，用电磁铁吸引小铁钉的数量反应磁性强弱用的是转换法；
（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，改变弹簧被压缩的程度，比较小球被弹出后推动木块移动的距离，从而得出结论；
②压缩弹簧，使其长度为5cm；所以，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比较小球被弹出，推动木块移动的距离，即S₁和S₂的大小关系；
（3）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．
（4）为了探究猜想二，必须控制弹簧压缩程度相同，改变弹簧的材料，可选用实验次数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；④S₂；（3）动；（4）④；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．