Question

11．初三6班的物理興趣小組在探究影響動能、勢能的因素時，做了如下實驗：

A組同學(xué)利用如圖1裝置進行“探究動能大小的影響因素”實驗，用兩根細繩將小球懸掛起來，拉起小球，當細繩與豎直方向成θ角后松手，小球撞擊水平木板上的木塊，記下木塊移動的距離s．改變角度θ的大小，重復(fù)實驗．
（1）利用如圖兩根細繩懸掛小球，而不用一根細繩，其好處是便于控制小球的撞擊方向（或便于撞準木塊等）．
（2）本實驗探究的問題是物體的動能大小與速度的關(guān)系．
（3）利用上述實驗，同時還可以探究的問題是物體重力勢能大小與高度有什么關(guān)系？或重力勢能大小與高度的關(guān)系．
B組同學(xué)探究彈性勢能的大小與哪些因素有關(guān)．利用一段彈簧、光滑軌道、物塊A和B等器材進行實驗．如圖2所示，用物塊將彈簧壓縮到一定程度后釋放，物塊沿軌道向左滑行，最高可沖到光滑斜面虛框處．
（4）實驗時可通過觀察同一滑塊沖上斜面的高度，來判斷彈性勢能的大�。�
（5）比較圖（a）、（b）兩個實驗可以初步得出，彈簧的彈性形變越大，具有的彈性勢能就越大．
（6）若物塊沖上斜面的最大高度h_a=h_c＜h_b，彈性形變的大小l_a＜l_b=l_c，則物塊達到最高處所具有的重力勢能E_a、E_b、E_c的大小關(guān)系是Ea＜Eb=Ec．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)三角形的穩(wěn)定性進行分析；
（2）分析實驗中不變的量和改變的量，得出探究的因素；
（3）通過改變小球下落的高度，可以改變小球的重力勢能，通過小球做功的多少來反映重力勢能的大小，從而得出結(jié)論．
（4）在彈簧恢復(fù)原長的過程中，彈簧對滑塊做功，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能，彈簧的彈性勢能越大，滑塊獲得的動能就越大，滑塊沖上斜面的高度就越高，可通過比較同一滑塊沖上斜面的高度來判斷彈簧彈性勢能的大�。�
（5）分析（a）與（b）兩個實驗中彈簧形變的大小與物塊沖上斜面高度間的關(guān)系得出結(jié)論；
（6）在該實驗中彈簧的彈性勢能先轉(zhuǎn)化為物塊的動能，然后物塊的動能由轉(zhuǎn)化為滑塊的重力勢能，彈簧的形變量越大，物塊獲得的動能越大，最終物塊的重力勢能越大，比較彈簧形變的大小即可比較出物塊重力勢能的大�。�

解答 解：（1）若用一根細繩，小球的擺動方向會不穩(wěn)定，利用如圖兩根細繩懸掛小球，便于控制小球的撞擊方向，便于碰準木塊；
（2）實驗中小球一定，小球擺動的角度不同，撞擊木塊時的速度不同，所以本實驗探究的問題是物體的動能大小與速度的關(guān)系；
（3）細繩與豎直方向成的θ角不同，則下落的高度不同，通過對木塊做功的多少，可以判斷小球重力勢能的大小，所以該實驗可以探究重力勢能與高度的關(guān)系．
（4）①實驗時可通過觀察同一滑塊沖上斜面的高度來判斷彈性勢能的大小；
（5）比較（a）與（b）兩個實驗可知，彈簧的形變量l_a＜l_b，物塊沖上斜面的高度h_a＜h_b，
同一滑塊沖上斜面的高度越大，彈簧的彈性勢能越大，由此可見：彈簧的彈性形變越大，具有的彈性勢能就越大；
（6）彈簧的形變量越大，彈簧的彈性勢能越大，最終物塊在最高處時所具有的重力勢能越大，因為l_a＜l_b=l_c，因此E_a＜E_b=E_c；
故答案為：（1）便于控制小球的撞擊方向（或便于撞準木塊等）；
（2）速度；
（3）物體重力勢能大小與高度有什么關(guān)系？或重力勢能大小與高度的關(guān)系；
（4）沖上斜面的高度；
（5）越大；
（6）Ea＜Eb=Ec．

點評 此題是探究動能大小的影響因素實驗，注意控制變量法的應(yīng)用，在分析時，要分析控制的量和改變的量，同時也考查了學(xué)生對各實驗的掌握．