Question

3．小明看到運動員拉弓射箭時，弓拉得越彎，箭射得越遠，于是提出了如下猜想：
猜想一：彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關；
猜想二：彈性勢能的大小是彈簧的材料有關．
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、木塊和長刻度尺各一，設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．最后得出以下實驗記錄表．

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便用儀器測量，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）小明根據(jù)實驗現(xiàn)象認為：小球推動木塊移動一段距離后都要停下來，所以彈簧、小球和木塊所具有的機械能最終都消滅了．你認為小明的觀點是錯誤的（選填“正確”或“錯誤”），理由是木塊克服摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．若水平面絕對光滑，本實驗將不能（選填“能”或“不能”）達到探究目的，理由：木塊做勻速直線運動，無法比較木塊移動距離的遠近
（4）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．
（5）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≠S₄，說明彈性勢能的大小與彈簧的材料有關．

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，電磁鐵磁性的強弱我們看不到，是通過磁鐵吸引大頭針的多少來判斷的．
（2）要彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度是否有關，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）能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只會由一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式，或從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體；
若水平面絕對光滑，木塊就會做勻速直線運動，無法比較木塊移動距離的遠近，達不到探究目的．
（4）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．
（5）為了探究彈性勢能的大小是彈簧的材料有關，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）由于彈性勢能的大小不便用儀器測量，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．探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”也使用此方法．
（2）探究彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關時，應選擇相同的彈簧，改變壓縮的程度，比較小球被彈出，推動木塊移動的距離得出結(jié)論．
（3）小球推動木塊移動一段距離后都要停下來，是因為水平面有摩擦力，木塊克服摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而不是機械能消失了．故小明的觀點是錯誤的；
若水平面絕對光滑，木塊就會做勻速直線運動，無法比較木塊移動距離的遠近，達不到探究目的．
（4）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．
（5）為了探究猜想二，必須控制壓縮程度相同，改變材料，可選用試驗次數(shù)②和④，若S₂≠S₄說明彈性勢能的大小與彈簧的材料有關．
故答案為：（1）②；（2）③8；S₂；④S₁和S₂；（3）錯誤；木塊克服摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；不能；木塊做勻速直線運動，無法比較木塊移動距離的遠近；（4）動能；（5）④；S₂≠S₄．

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