Question

2．在探究彈性勢能的大小跟哪些因素有關(guān)時，小明提出了如下猜想：
猜想一：彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關(guān)；
猜想二：彈性勢能的大小與彈簧的材料有關(guān)．
為此，小明選用材料不同的兩根彈簧A和B（長度和粗細相同），小球、木塊和長刻度尺，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置進行探究．實驗中，木塊起始位置相同，以下是實驗記錄表：

實驗次數(shù)	使用的彈簧	被壓縮后彈簧的長度/cm	木塊移動的距離
①	彈簧A	5	S1
②	彈簧A	8	S2
③	彈簧B	5	S3
④	彈簧B	8	S4

（1）由于彈性勢能的大小不使用儀器測量，本實驗把彈性勢能的大小轉(zhuǎn)換為測量木塊移動的距離，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法，下列實驗中用到此方法的是②（填序號）．
①探究“杠桿的平衡條件”②探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”
（2）請將探究猜想一的方案補充完整：
①將彈簧A、小球、木塊按如圖所示安裝好；
②壓縮彈簧，使其長度為5cm，放手后，小球被彈出，推動木塊移動了一段距離S₁；
③壓縮彈簧，使其長度為8cm，放手后，小球被彈出，推動木塊移動了一段距離S₂；
④比較分析實驗數(shù)據(jù)S₁和S₂，得出結(jié)論．
（3）彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化成小球的動能．
（4）為了探究猜想二，可選用試驗次數(shù)②和④的數(shù)據(jù)進行比較分析，若S₂與S₄不相等，說明彈性勢能的大小與彈簧的材料有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）彈性勢能的大小是通過木塊被彈開的遠近來比較彈性勢能的多少，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法，電磁鐵磁性強弱不能直接看到，是通過電磁鐵吸引小鐵釘?shù)臄?shù)量來判斷的．
（2）要彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度是否有關(guān)，根據(jù)控制變量法的思想，必須選擇同樣的彈簧，改變壓縮程度，比較木塊移動的距離得出結(jié)論．
（3）彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化成小球的動能．
（4）為了探究彈性勢能的大小是彈簧的材料有關(guān)，必須控制壓縮程度相同，改變材料，比較木塊移動的距離得出結(jié)論．

解答 解：（1）①探究“杠桿的平衡條件”實驗，用的是控制變量法；
②探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”實驗中，用電磁鐵吸引小鐵釘?shù)臄?shù)量反應(yīng)磁性強弱用的是轉(zhuǎn)換法；
（2）探究彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關(guān)時，應(yīng)選擇相同的彈簧，改變彈簧被壓縮的程度，比較小球被彈出后推動木塊移動的距離，從而得出結(jié)論；
②壓縮彈簧，使其長度為5cm；所以，③壓縮彈簧，使其長度為8cm，放手后，小球被彈出，推動木塊移動了一段距離S₂；
④比較小球被彈出，推動木塊移動的距離，即S₁和S₂的大小關(guān)系；
（3）彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化成小球的動能．
（4）為了探究猜想二，必須控制彈簧壓縮程度相同，改變彈簧的材料，可選用實驗次數(shù)②和④，若S₂≠S₄，說明彈性勢能的大小與彈簧的材料有關(guān)．
故答案為：（1）②；（2）③8；S₂；④S₂；（3）動；（4）④；S₄．

點評 本題為探究彈性勢能與哪些因素有關(guān)的實驗，考查了分析實驗?zāi)芰�、考查了學(xué)生對控制變量法、轉(zhuǎn)換法的了解與掌握，屬于難題．