题目内容

搬新家了,小明跟着妈妈去挑选新家具.在买床垫时,妈妈说:“弹簧比较硬的床垫才好.”小明想:不同材料的弹簧,它们的弹性势能一样吗?请你帮他解决这个问题.

答案:
解析:

  重力势能的大小无法直接测量,可以参照能的概念运用间接的方法来衡量,即可以通过球落下后做功的多少来比较重力势能的大小,如通过把木桩打入的深度,也可以通过砸在物体上产生的效果来粗略衡量和比较,如在物体上撞击留下的痕迹大小、变形程度、破碎程度等.

  我们已经知道,弹簧的弹性势能大小和它的弹性形变有关,所以,要研究不同材料的弹簧它们的弹性势能是否相同,实验时就需要采用控制变量法,控制弹簧的弹性形变.即让不同材料的弹簧发生相同的弹性形变,观察它们的弹性势能是否相同.

  如何显示出弹簧弹性势能的大小呢?方法比较多,但都是通过观察弹簧做功的多少来间接地比较弹性势能.比如,我们可以让压缩的弹簧对小木块做功,通过它做功的多少来比较它的弹性势能等.

探究:

  (1)实验器材:外形相同、材料不同的两个弹簧,小木块,一端有挡板的平滑长木板.

  (2)进行实验:①把弹簧水平放置在长木板上,并把弹簧的一端固定在挡板上.用小木块压缩弹簧,放手后,记录下小木块弹出的距离.

  ②换用另一个弹簧,重复实验,保证弹簧被压缩的程度相同.将实验数据记入如下表格:

  (3)分析论证:若换用弹簧时,小木块弹出的距离不变,则弹簧的弹性势能和它的材料无关;若换用弹簧时,小木块弹出的距离不同,则弹簧的弹性势能和它的材料有关.

  (4)探究结论:实验表明,若换用弹簧时,小木块弹出的距离变化,说明:在弹性形变相同时,弹簧的弹性势能还和它的材料有关.


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