Question

在探究“動(dòng)能大小與哪些因索有關(guān)”的活動(dòng)中，提供以下器材：中間有溝槽的木質(zhì)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(dāng)?shù)牟Ａ�球和鐵球各一只、輕質(zhì)彈簧、刻度尺各一個(gè)．

（1）利用這套器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以通過比較 ______的大小來比較小球動(dòng)能的大小．
（2）為了研究動(dòng)能與質(zhì)量大小的關(guān)系．請(qǐng)你寫出簡(jiǎn)要的操作步驟：______．
（3）在課外興趣小組活動(dòng)中，物理老師曾經(jīng)告訴同學(xué)們“重力勢(shì)能的大小與物體被舉起的高度成正比”．善于動(dòng)腦的小明利用上述器材設(shè)計(jì)了一個(gè)研究彈簧彈性勢(shì)能E彈與壓縮量x之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方案：用某個(gè)小球?qū)�彈簧壓縮并測(cè)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(dá)的最高位置；用刻度尺測(cè)量出小球上升的高度h．表數(shù)據(jù)是小明的實(shí)驗(yàn)記錄．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	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(shí)，小球上升的高度為h₁，壓縮量x=2.50cm時(shí)，小球上升的高度為h₂，則h₁ ______h₂ ;（填：“＞”、“＜”或“=”）．
（4）若小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能．分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)彈簧彈性勢(shì)能E_彈與壓縮量x ______正比（成/不成）．

Answer 1

【答案】分析：物體動(dòng)能和兩個(gè)因素有關(guān)，一是物體質(zhì)量，二是物體運(yùn)動(dòng)速度．
彈性勢(shì)能和彈性形變程度有關(guān)，彈性形變程度越大，彈性勢(shì)能越大．
重力勢(shì)能和兩個(gè)因素有關(guān)，一是物體重力，二是物體上升高度．
探究過程應(yīng)按照控制變量法進(jìn)行．
解答：解：（1）通過小球下滑后，對(duì)彈簧壓縮的程度來反映動(dòng)能的大小．動(dòng)能越大，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(yùn)動(dòng)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(dāng)球的速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，球的動(dòng)能越大．
（3）當(dāng)彈簧壓縮程度越大時(shí)，彈簧彈性形變程度越大，彈性勢(shì)能越大，轉(zhuǎn)化為的動(dòng)能越大．
當(dāng)物體向上滑動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)化為的重力勢(shì)能也就越大．
所以h₁＜h₂．
（4）根據(jù)表格數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)彈簧壓縮量增大4倍后，物體上升高度增大的倍數(shù)不是4倍，所以彈簧彈性勢(shì)能E_彈與壓縮量x不成正比．
故答案為：
（1）輕質(zhì)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(dāng)球的速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，球的動(dòng)能越大．
（3）＜．
（4）不成．
點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)動(dòng)能、勢(shì)能的影響因素及其轉(zhuǎn)化的掌握情況；在研究多變量的關(guān)系時(shí)，一定要運(yùn)用控制變量法．