Question

在探究“动能大小与哪些因素有关”的活动中，提供以下器材：

中间有沟槽的木质轨道（如图（1），其中AB部分倾斜并与平直部分BC平滑连接, 沟槽较为光滑）、大小与沟槽相当的玻璃球、铁球各一只、轻质弹簧、刻度尺各一个.

（1）利用这套器材进行实验时，可以通过比较                           的大小，来比较小球动能的大小.

（2）为了研究动能与质量大小的关系，应让玻璃球和铁球分别从_________________释放。研究后得出的结论是：__________________________________________。

（3）课外兴趣小组活动中，物理老师曾经告诉同学们“重力势能的大小与物体被举起的高度成正比”.善于动脑的小明利用上述器材, 设计了一个研究弹簧弹性势能E_弹与压缩量x之间关系的实验方案：( 实验装置如图（2） )

用某个小球将弹簧压缩并测量出压缩量x；松手释放小球并在木板上记下小球上冲到达的最高位置；用刻度尺测量出小球上升的高度h.下表数据是小明的实验记录.由表中可知, 若压缩量x=1.00cm时，小球上升的高度h1 ，当压缩量x=2.50cm时，小球上升的高度h2，则h1_______h2（选填“＞”“＜”或“＝”）

实验 次数	弹簧压缩量x(cm)	上升的高度h(cm)
1	1.00	1.50
2	2.00	5.99
3	3.00	13.50
4	4.00	23.98

（4）若小球到达最高点时弹性势能全部转化为重力势能．分析数据后发现弹簧弹性势能E_弹与压缩量x___________正比？ (选填“成”或“不成”)

 

Answer 1

【答案】

（1）弹簧被压缩的程度（2）同一高度  当速度一样时，质量越大，动能越大（3）＜（4）不成

【解析】

试题分析：（1）小球压缩弹簧，对弹簧做功，做功的多少反映了小球动能的多少，弹簧被压缩的程度越大，说明小球的动能越大．所以，可以通过弹簧被压缩的程度来反映小球动能的多少．（2）要研究动能大小与质量的关系，由控制变量法的应用可知：就要控制速度不变，让质量变化．速度是通过起始点的高度来控制的．所以要控制两球从同一高度滚下．（3）压缩量x=1.00cm时与压缩量x=2.50cm时，弹簧的弹性形变小，弹性势能就小，最终转换成的重力势能就少，所以上升的高度就低．故h₁＜h₂（4）由表中数据知：当压缩量由1.00cm变为2.00cm时，压缩量变为2倍．而反映弹簧弹性势能大小的小球的高度是从1.50cm变成了5.99cm，是原来的4倍，所以弹簧的弹性势能E与压缩量x不成正比．进一步分析，应该与压缩量x的平方成正比．

考点：探究动能、势能的影响因素