Question

13．在探究彈性勢能的大小跟哪些因素有關時，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；
猜想二：彈性勢能的大小與彈簧的材料有關．
為此，小明選用材料不同的兩根彈簧A和B（長度和粗細相同），小球、木塊和長刻度尺各一個，
設計了如圖所示的實驗裝置進行探究．實驗中，木塊起始位置相同．最后得出以下實驗記錄表．

實驗 次數	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

（1）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換為測量木塊移動的距離，這種研究方法叫轉換法．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“影響電磁鐵磁性強弱的因素”
（2）請將探究猜想一的方案補充完整．
①將彈簧A、小球、木塊按如圖安裝好；
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比較分析實驗數據，得出結論．
（3）彈簧將小球彈開的過程中，彈簧的彈性勢能轉化成小球的動能．
（4）為了探究猜想二，可選用實驗次數②和④ 的數據進行比較分析，若S₂≠S₄，說明彈性勢能的大小與彈簧的材料有關．

Answer 1

分析 （1）彈性勢能的大小是通過木塊被彈開的遠近來比較彈性勢能的多少，這種研究方法叫轉換法，電磁鐵磁性的強弱我們看不到，是通過磁鐵吸引大頭針的多少來判斷的．
（2）要彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度是否有關，根據控制變量法的思想，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論．
（3）彈簧將小球彈開的過程中，彈簧的彈性勢能轉化成小球的動能．
（4）為了探究彈性勢能的大小是彈簧的材料有關，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論．

解答 解：（1）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換為測量木塊移動的距離，這種研究方法叫轉換法．①“杠桿的平衡條件”實驗，用的是控制變量法；
電磁鐵磁性的強弱我們看不到，是通過磁鐵吸引大頭針的多少來判斷的．
因此②探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”也是用的轉換法．
（2）要彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度是否有關，根據控制變量法的思想，必須選擇同樣的彈簧，改變壓縮程度，因此探究猜想一的方案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．然后比較木塊移動的距離得出結論，
（3）彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉化成小球的動能．
（4）為了探究彈性勢能的大小是彈簧的材料有關，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論．
故答案為：（1）②；（2）8；s₂；（3）動；（4）④；S₂≠S₄．

點評 本題為探究彈性勢能與哪些因素有關的實驗，考查了分析實驗能力、考查了學生對控制變量法、轉換法的了解與掌握，屬于難題．