Question

30、在探究“動能大小與哪些因索有關”的活動中，提供以下器材：中間有溝槽的木質軌道（如圖所示，其中AB部分傾斜并與平直部分BC平滑連接，溝槽較光滑）、大小與溝槽相當的玻璃球和鐵球各一只、輕質彈簧、刻度尺各一個．

（1）利用這套器材進行實驗時，可以通過比較

輕質彈簧被壓縮后形變

的大小來比較小球動能的大小．
（2）為了研究動能與質量大小的關系．請你寫出簡要的操作步驟：

分別讓玻璃球和鐵球從溝槽的同一高度滑下，當球的速度相同時，質量越大，球的動能越大

．
（3）在課外興趣小組活動中，物理老師曾經告訴同學們“重力勢能的大小與物體被舉起的高度成正比”．善于動腦的小明利用上述器材設計了一個研究彈簧彈性勢能E彈與壓縮量x之間關系的實驗方案：用某個小球將彈簧壓縮并測量出壓縮量x；松手釋放小球并在木板上記下小球上沖到達的最高位置；用刻度尺測量出小球上升的高度h．表數據是小明的實驗記錄．

實驗次數	彈簧壓縮量x（cm）	上升高度h（cm）
1	1.00	1.50
2	2.00	5.99
3	3.00	13.50
4	4.00	23.89

由表中可知，若壓縮量x=1.00cm時，小球上升的高度為h₁，壓縮量x=2.50cm時，小球上升的高度為h₂，則h₁

＜

h₂ ;（填：“＞”、“＜”或“=”）．
（4）若小球到達最高點時彈性勢能全部轉化為重力勢能．分析數據后發(fā)現彈簧彈性勢能E_彈與壓縮量x

不成

正比（成/不成）．

Answer 1

分析：物體動能和兩個因素有關，一是物體質量，二是物體運動速度．
彈性勢能和彈性形變程度有關，彈性形變程度越大，彈性勢能越大．
重力勢能和兩個因素有關，一是物體重力，二是物體上升高度．
探究過程應按照控制變量法進行．

解答：解：（1）通過小球下滑后，對彈簧壓縮的程度來反映動能的大�。畡幽茉酱�，彈簧壓縮后的形變程度就越大．
（2）需要按照控制變量法，保證物體運動速度相同．
具體做法：分別讓玻璃球和鐵球從溝槽的同一高度滑下，當球的速度相同時，質量越大，球的動能越大．
（3）當彈簧壓縮程度越大時，彈簧彈性形變程度越大，彈性勢能越大，轉化為的動能越大．
當物體向上滑動時，轉化為的重力勢能也就越大．
所以h₁＜h₂．
（4）根據表格數據，發(fā)現當彈簧壓縮量增大4倍后，物體上升高度增大的倍數不是4倍，所以彈簧彈性勢能E_彈與壓縮量x不成正比．
故答案為：
（1）輕質彈簧被壓縮后形變．
（2）分別讓玻璃球和鐵球從溝槽的同一高度滑下，當球的速度相同時，質量越大，球的動能越大．
（3）＜．
（4）不成．

點評：本題考察學生對動能、勢能的影響因素及其轉化的掌握情況；在研究多變量的關系時，一定要運用控制變量法．