题目内容

12.在探究弹性势能跟哪些因素有关时,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、木块和长刻度尺各一个,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.最后得出实如下表所示的验记录表.
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(选填序号)
①探究“杠杆的平衡条件”②探究“不同物质吸热升温属性”
(2)请将探究猜想一的方案补充完整:将同一根(选填“两根不同”、“同一根”)弹簧压缩不同(选填“相同”、“不同”)的长度,放手后,小球被弹出,测出推动木块移动的距离进行比较.
(3)弹簧将小球弹开的过程中,弹簧的弹性势能转化成小球的动能.
(4)为了探究猜想二,可选用实验次数②和实验次数④的数据进行比较分析,若木块移动的距离不同,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,压强大小我们看不到,是通过海绵的凹陷程度来判断的.
(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,用的是实验归纳法;②探究“不同物质吸热升温属性”实验中,用加热时间的长短来反映吸收热量的多少,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,使弹簧的压缩程度不同,比较小球被弹出,推动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,若木块移动的距离不同即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)同一根;不同;(3)动;(4)④;不同.

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.

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