Question

为了探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”，小明同学有如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧的材料有

为了探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”，小明同学有如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关．（1）为探究猜想一是否正确，小明同学设计了如图甲所示的实验装置，探究方案如下（以下所有弹簧被压缩后都未超过其弹性限度）请将方案补充完整：①将A、B两根外形完全相同，材料不同的弹簧分别按图甲安装好；②将小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为3cm（见图乙），放手后小球被弹出，并与一木块相碰，木块被推动了一段距离S1；③将小球置于弹簧B的右端，______木块被推动了一段距离S2④比较S1、S2得出结论．（2）比较以上实验数据，若______，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关；（3）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验中把弹性势能的大小转变为观察木块被推动的距离，这种研究方法叫______，请你举出一个在探究中用此方法的实例：______．（4）某同学想如图甲所示的实验装置探究动能跟质量的关系．①将弹簧A按如图甲安装好；②将质量为m1小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为2cm，放手后小球被弹出，并与一木块相碰，木块被推动了一段距离S3；③将质量为m2小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为2cm，放手后小球被弹出，并与在同一位置的同一木块相碰，木块被推动了一段距离S4；④比较S3和S4得出结论评价该方案______（可行或不可行），说出你的理由______．

Answer 1

（1）猜想一：弹性势能的大小与弹簧的材料有关，要探究弹性势能与弹簧材料的关系，需保持弹簧被压缩程度相同，材料不同，并通过小球对木块做的功来反映弹簧弹性势能的大小，所以③应为使弹簧被压缩的长度为3cm，放手后小球被弹出，并与在同一位置的同一木块相碰；
（2）若小球做功不同，即S₁不等于S₂，说明弹簧的弹性势能与材料无关；
（3）实验中把弹性势能的大小转变为观察木块被推动的距离，这种研究方法叫转换法；
在探究电磁铁磁性强弱时，通过电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱用到了转换法；
在探究影响动能大小的因素时，通过小球从斜面滑下推动物体做功的多少来反映动能的大小等，用到了转换法；
（4）要探究动能和小球质量的关系，应使小球的速度相同，质量不同，通过小球推动木块做功的多少能够反映出动能的大小；
此题中同一弹簧两次的压缩程度相同，所以弹性势能相同，转化成的小球动能也相同，所以不能控制小球的速度相等，不能通过比较S₃和S₄得出结论．
故答案为：（1）使弹簧被压缩的长度为3cm，放手后小球被弹出，并与在同一位置的同一木块相碰；（2）S₁不等于S₂；（3）转换法；通过电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱；（4）不可行；不能控制小球速度相等．