Question

2．張強(qiáng)和小組的同學(xué)在共同探究動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)中，讓乒乓球自由下落，發(fā)觀乒乓球反彈的高度度逐漸減少．那么機(jī)械能減少的多少與什么因素有關(guān)呢？他們猜想機(jī)械能減少的多少可能與物體的質(zhì)量有關(guān)：于是他們用幾個(gè)質(zhì)量不間的乒乓球從一定高度落下．測(cè)量反彈后的高度．以下是他們實(shí)驗(yàn)記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	質(zhì)量/g	拋出方式	拋出前的高度（cm）	第一次反彈的高度（cm）	第二次反彈的高度（cm）	第三次反彈的高度（cm）
1	7	自由下落	100	70	58	46
2	8	自由下落	100	71	60	48
3	9	自由下落	100	69	58	45

通過分析數(shù)據(jù)：
（1）在實(shí)驗(yàn)中．他們采取的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法，張強(qiáng)認(rèn)為在乒乓球與地面碰撞時(shí)有機(jī)械能損失，他的依據(jù)是每次反彈的高度都比上一次低．
（2）張強(qiáng)認(rèn)為可以通過計(jì)算得出每碰撞一次機(jī)械能的損失率，你幫他計(jì)算在自由下落情況下，第一次實(shí)驗(yàn)中的第一次碰撞中機(jī)械能減少了約30%，這些機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，最終乒乓球靜止下來，有100%的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．
（3）通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論，機(jī)械能減少的多少與物體的質(zhì)量有關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）

Answer 1

分析 （1）研究球的反彈高度時(shí)，要控制球小落的高度不變，即讓球從同一高度靜止下落，然后測(cè)出球反彈后的高度并記錄，用到了控制變量法；
（2）乒乓球在最高高度時(shí)動(dòng)能為零，機(jī)械能的大小等與重力勢(shì)能的大小，計(jì)算第二次較第一次在最高高度時(shí)的重力勢(shì)能的減小量所占的比值就知道機(jī)械能減小了百分之幾；
（3）計(jì)算比較三次的結(jié)果，確定機(jī)械能的減少是否與質(zhì)量有關(guān)．

解答 解：（1）三次實(shí)驗(yàn)拋出前的高度都一致，都采用自由體體的方式拋出，體現(xiàn)了控制變量法的運(yùn)用，乒乓球在最高高度時(shí)動(dòng)能為零，機(jī)械能的大小等與重力勢(shì)能的大小，第二次最高高度比第一次低，機(jī)械能減少了；
（2）機(jī)械能減少的百分比=$\frac{第一次最高點(diǎn)的重力勢(shì)能-第二次最高點(diǎn)重力勢(shì)能}{第一次最高點(diǎn)重力勢(shì)能}$×100%
=$\frac{mg{h}_{1}-mg{h}_{2}}{mg{h}_{1}}$×100%=$\frac{{h}_{1}-{h}_{2}}{{h}_{1}}$×100%
=$\frac{100-70}{100}$×100%≈30%；
減少的部分是在與地面摩擦?xí)r轉(zhuǎn)化為內(nèi)能了；最后球靜止在地面上，動(dòng)能和勢(shì)能都為零，能量全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（3）三次質(zhì)量和高度不同，機(jī)械能也不同，最后都減小為零，三次機(jī)械能的減小量都不相同，與質(zhì)量是有關(guān)系的．
故答案為：（1）控制變量法，每次反彈的高度都比上一次低；（2）30，內(nèi)，100； （3）有關(guān)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)科學(xué)探究環(huán)節(jié)的了解與掌握以及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，要注意控制變量法在本實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，即控制球下落的高度相同．