问题 实验题

在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时,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:弹性势能的大小是弹簧的材料有关.

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,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.最后得出以下实验记录表.

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
弹簧A5S1
弹簧A8S2
弹簧B5S3
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   _  __  (填序号).

①探究“杠杆的平衡条件”②探究“温度的测量中用液面的升降表示物体的冷热程度”

(2)请将探究猜想一的方案补充完整.

①将弹簧A、小球、木块按如图安装好;

②压缩弹簧,使其长度为5cm.放手后,小球被弹出,推动木块移动了一段距离S1;

③压缩弹簧,使其长度为_  __   cm.放手后,小球被弹出,推动木块移动 _  __ 

④比较分析实验数据_  __    ,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_  __ 能.

(4)为了探究猜想二,可选用试验次数②和_  __ 的数据进行比较分析,若_  __ ,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关.

答案

(1)    ②   (2) ③     8              S2           ④    S1                 S2        (3)    动        (4)   ④                  S2≠S4        

题目分析: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,电磁铁磁性的强弱我们看不到,是通过磁铁吸引大头针的多少来判断的.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.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.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.(1)转换法的应用:

①热学中:在清水中滴入红墨水,通过扩散现象证明大量分子做无规则运动;

②电学中:通过磁铁吸引大头针的多少来说明磁性的强弱;

③声学中:将正在发声的音叉靠近细线悬吊着的乒乓球,乒乓球被弹起.

(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,改变压缩的程度,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S2≠S4说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关.

点评:本题为探究弹性势能与哪些因素有关的实验,关键是学生对控制变量法、转换法的了解与掌握,属于难题.

单项选择题
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