Question

12．請完成下列三個探究活動
探究一：表1列出了一些物體的動能：
表1：

行走的牛	約60J
跑百米的運動員	約3×103J
飛行的步槍子彈	約5×103J

（1）在質(zhì)量和速度這兩個物理量中，對動能影響較大的是速度（質(zhì)量/速度）．
（2）物體的動能（E）與物體的質(zhì)量（m）和運動速度（v）的定量關(guān)系，你認(rèn)為正確的是哪一個C．
A．E=mv  B．E=$\sqrt{mv}$   C．E=mv²
探究二：在探究彈簧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：彈性勢能的大小是彈簧的材料有關(guān)．
為此，小明選用材料不同的兩根彈簧A和B（長度和粗細(xì)相同），小球、木塊和長刻度尺各一，設(shè)計了如圖1所示的實驗裝置進(jìn)行探究．實驗中，木塊起始位置相同，記錄數(shù)據(jù)如表2．
表2：

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

（3）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．探究壓力的作用效果跟哪些因素有關(guān)　　　　
（4）請將探究猜想一的方案補充完整（根據(jù)表2填空）
①將彈簧A、小球、木塊按如圖1所示的方法安裝好；
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s₂
④比較分析實驗書記s₁和s₂的關(guān)系，得出結(jié)論．
（5）為了探究猜想二，可選用試驗次數(shù)②和②的數(shù)據(jù)進(jìn)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(guān)．
探究三：小剛同學(xué)在探究串聯(lián)電路電壓規(guī)律的實驗中，提出了猜想：提出了猜想：串聯(lián)電路中各用電器兩端的電壓相等，總電壓等于各部分電壓之和．他準(zhǔn)備了兩只相同的燈泡L₁、L₂和其它實驗器材．
【進(jìn)行實驗】
（6）按如圖2所示的電路圖連接電路；
（7）閉合開關(guān)，用電壓表分別測出AB、BC、AC間的電壓，并記錄在表3中．
表3：

AB間電壓	BC間電壓	AC間電壓
1.4V	1.4V	2.8V

【分析與論證】
（8）在物理學(xué)中，串聯(lián)電路電壓的規(guī)律是：串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和．
（9）分析小剛的實驗數(shù)據(jù)得出的結(jié)論與他的猜想相符（填“相符”或“不相符”）
【評估】
這個實驗的不足之處是：
①實驗次數(shù)太少；
②用兩個相同的燈泡做實驗．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表格中的質(zhì)量和速度分析；
（2）通過物體質(zhì)量、速度和動能的倍數(shù)關(guān)系得出結(jié)論．進(jìn)一步得出物體的動能（E）與物體的質(zhì)量（m）和運動速度（v）的定量關(guān)系．
（3）彈性勢能的大小是通過木塊被彈開的遠(yuǎn)近來比較彈性勢能的多少，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法．
（4）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．
（5）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．
（8）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析；
（9）本實驗使用相同的燈泡，只進(jìn)行了一次實驗就得出結(jié)論，不具有普遍性；為了使實驗結(jié)論具有普遍性，應(yīng)換用規(guī)格不同的燈泡進(jìn)行多次測量．

解答 解：（1）由表格中的數(shù)據(jù)可知，質(zhì)量大的速度小，速度大的動能大，對動能影響較大的是速度；
（2）子彈的質(zhì)量很小，約是運動員質(zhì)量的$\frac{1}{6000}$，子彈的速度只是運動員的80倍，而它們的動能卻差不多，說明速度對物體動能的影響更大．或者：運動員的質(zhì)量約是牛的質(zhì)量的$\frac{1}{10}$，運動員的速度是牛的速度的20倍，而運動員的動能卻是牛動能的50倍，這說明速度對物體動能的影響更大；速度對物體動能的影響大于質(zhì)量的影響，因此應(yīng)該突出速度的主要，所以公式為C．
（3）探究“杠桿的平衡條件”實驗，用的是控制變量法；探究“壓力的作用效果跟哪些因素有關(guān)”的實驗用的是轉(zhuǎn)換法；故選②；
（4）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．
由圖中數(shù)據(jù)分析：壓縮彈簧，使其長度為8cm．放手后，小球被彈出，推動木塊移動S₂．
比較分析實驗數(shù)據(jù)S₁和S₂，得出結(jié)論；
（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(guān)．
（8）由表格中的數(shù)據(jù)可知：串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和；
（9）由表中數(shù)據(jù)可知，兩燈泡兩端的電壓相等，且U_AB+U_BC=U_AC，所以，根據(jù)小剛的實驗數(shù)據(jù)得出的結(jié)論與他的猜想是相符的；
由于實驗中兩燈泡兩端的電壓相等，說明他在實驗時使用了兩個相同的燈泡；他只做了一次實驗，而沒有進(jìn)行多次測量，只憑一組實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論帶有偶然性，不能得出普遍規(guī)律；因此實驗的不足之處是：①使用了兩個相同的燈泡；②沒有進(jìn)行多次測量．
故答案為：（1）速度；（2）C；（3）②；（4）8；（5）s₂≠s₄；（8）串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和；（9）相符；實驗次數(shù)太少；用兩個相同的燈泡做實驗．

點評 此題是探究串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，考查了串聯(lián)電路的電壓關(guān)系，同時實驗中要得出正確的結(jié)論，應(yīng)采用規(guī)格不同的燈泡多測幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析．