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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
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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.后得出以下实验记录表.
(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变为测量木块移动的距离,下列实验中与此方法相同的是___(填序号).
①探究“杠杆的平衡条件”②研究内能时,将分子间的相互作用与地球对物体的吸引相比.
③研究动能与速度的关系时,保持物体的质量不变 ④利用压强计探究液体内部压强特点
(2)请将探究猜想一的方案补充完整.
①将弹簧A、小球、木块按如图甲安装好;
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8cm.放手后,小球被弹出,推动木块移动了一段距离S2;
④比较分析实验数据___和___,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.
(5)课外兴趣小组活动中,物理老师曾经告诉同学们“重力势能的大小与物体被举起的高度成正比”.善于动脑的小明利用上述器材,设计了一个研究弹簧弹性势能E与压缩量x之间关系的实验方案:(实验装置如图乙)
①用某个小球将弹簧压缩并测量出压缩量x;
②松手释放小球并在木板上记下小球上冲到达的最高位置;
③用刻度尺测量出小球上升的高度h.下表数据是小明的实验记录.由表中可知,若压缩量x=1.00cm时,小球上升的高度h1,压缩量x=2.50cm时,小球上升的高度h2,则h1___h2(选填“>”“<”或“=”).
(6)若小球到达最高点时弹簧的弹性势能全部转化为重力势能.分析数据后发现弹簧的弹性势能E与压缩量x___正比 (选填“成”或“不成”),表格中第5次实验小球上升的高度应为___cm.
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.后得出以下实验记录表.
实验次数 | 使用的弹 | 被压缩后弹簧的长度/cm | 木块移动的距离 |
① | 弹簧A | 5 | S1 |
② | 弹簧A | 8 | S2 |
③ | 弹簧B | 5 | S3 |
④ | 弹簧B | 8 | S4 |
①探究“杠杆的平衡条件”②研究内能时,将分子间的相互作用与地球对物体的吸引相比.
③研究动能与速度的关系时,保持物体的质量不变 ④利用压强计探究液体内部压强特点
(2)请将探究猜想一的方案补充完整.
①将弹簧A、小球、木块按如图甲安装好;
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8cm.放手后,小球被弹出,推动木块移动了一段距离S2;
④比较分析实验数据___和___,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.
(5)课外兴趣小组活动中,物理老师曾经告诉同学们“重力势能的大小与物体被举起的高度成正比”.善于动脑的小明利用上述器材,设计了一个研究弹簧弹性势能E与压缩量x之间关系的实验方案:(实验装置如图乙)
①用某个小球将弹簧压缩并测量出压缩量x;
②松手释放小球并在木板上记下小球上冲到达的最高位置;
③用刻度尺测量出小球上升的高度h.下表数据是小明的实验记录.由表中可知,若压缩量x=1.00cm时,小球上升的高度h1,压缩量x=2.50cm时,小球上升的高度h2,则h1___h2(选填“>”“<”或“=”).
(6)若小球到达最高点时弹簧的弹性势能全部转化为重力势能.分析数据后发现弹簧的弹性势能E与压缩量x___正比 (选填“成”或“不成”),表格中第5次实验小球上升的高度应为___cm.
实验次数 | 弹簧压缩量x(cm) | 上升的高度h(cm) |
1 | 1.00 | 1.50 |
2 | 2.00 | 6.00 |
3 | 3.00 | 13.50 |
4 | 4.00 | 24.00 |
5 | 5.00 |
▼优质解答
答案和解析
(1)本实验把弹性势能的大小变为测量木块移动的距离,采用的是转换法;
①探究“杠杆的平衡条件”,采用的是归纳法;
②研究内能时,将分子间的相互作用与地球对物体的吸引相比,采用的是类比法;
③研究动能与速度的关系时,保持物体的质量不变,采用的是控制变量法;
④利用压强计探究液体内部压强特点,采用的是转换法;
(2)本实验把弹性势能的大小变为测量木块移动的距离,所以实验中通过比较S1和S2来探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度的关系;
(3)弹簧将小球弹开的过程中,弹簧的弹性势能转化为小球的动能;
(4)研究弹性势能的大小和弹簧的材料有关,必须控制被压缩后弹簧的长度相同,使用不同的弹簧,表中的②和④实验数据符合实验要求;
把弹性势能的大小变为测量木块移动的距离,所以实验中通过比较S2和S4来探究弹性势能的大小与弹簧的材料是否有关,若S2不等于S4,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关;否则无关;
(5)压缩量x=1.00cm时与压缩量x=2.50cm时,弹簧的弹性形变大,弹性势能就大,最终转换成的重力势能就大,所以上升的高度就高.故h12;
(6)由表中数据知:当压缩量由1.00cm变为2.00cm时,压缩量变为2倍.而反映弹簧弹性势能大小的小球的高度是从1.50cm变成了6.00cm,是原来的4倍,所以弹簧的弹性势能E与压缩量x不成正比;
进一步分析,应该与压缩量x的平方成正比,表格中第5次实验中压缩量由1.00cm变为5.00cm,压缩量变为5倍,所以反映弹簧弹性势能大小的小球的高度应是原来的25倍,所以小球上升的高度应为1.5cm×25=37.5cm.
故答案为:(1)④;(2)S1;S2;(3)动;(4)④;S2不等于S4;(5)<;(6)不成;37.5.
①探究“杠杆的平衡条件”,采用的是归纳法;
②研究内能时,将分子间的相互作用与地球对物体的吸引相比,采用的是类比法;
③研究动能与速度的关系时,保持物体的质量不变,采用的是控制变量法;
④利用压强计探究液体内部压强特点,采用的是转换法;
(2)本实验把弹性势能的大小变为测量木块移动的距离,所以实验中通过比较S1和S2来探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度的关系;
(3)弹簧将小球弹开的过程中,弹簧的弹性势能转化为小球的动能;
(4)研究弹性势能的大小和弹簧的材料有关,必须控制被压缩后弹簧的长度相同,使用不同的弹簧,表中的②和④实验数据符合实验要求;
把弹性势能的大小变为测量木块移动的距离,所以实验中通过比较S2和S4来探究弹性势能的大小与弹簧的材料是否有关,若S2不等于S4,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关;否则无关;
(5)压缩量x=1.00cm时与压缩量x=2.50cm时,弹簧的弹性形变大,弹性势能就大,最终转换成的重力势能就大,所以上升的高度就高.故h1
(6)由表中数据知:当压缩量由1.00cm变为2.00cm时,压缩量变为2倍.而反映弹簧弹性势能大小的小球的高度是从1.50cm变成了6.00cm,是原来的4倍,所以弹簧的弹性势能E与压缩量x不成正比;
进一步分析,应该与压缩量x的平方成正比,表格中第5次实验中压缩量由1.00cm变为5.00cm,压缩量变为5倍,所以反映弹簧弹性势能大小的小球的高度应是原来的25倍,所以小球上升的高度应为1.5cm×25=37.5cm.
故答案为:(1)④;(2)S1;S2;(3)动;(4)④;S2不等于S4;(5)<;(6)不成;37.5.
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