Question

小明用如圖所示的裝置驗證彈性勢能與彈性形變的關系．他分別將小車擠壓彈簧至A₁、A₂、A₃…等多處的位置放手，觀察小車每次被彈開的距離．結果發現彈性形變越大，小車被彈開的距離就越

遠

，則說明彈性形變越大，彈性勢能就越

大

．小明聯系生活中的實際情況：不同種類的彈簧在彈性上存在一定的差異，因此小明猜想：在形變相同時，彈性勢能還可能與制作彈簧的材料有關．于是他找來三根直徑、外形和自然長度都相同，但材料不同的彈簧1、2、3，設計了以下實驗步驟：
①用小車擠壓彈簧l至A₁的位置，觀察記錄小車被彈開的距離S₁；
②再用小車分別擠壓彈簧2、3至

A₁

的位置，觀察記錄小車被彈開的距離分別為S₂、S₃．
（1）完成實驗步驟中②的填空，使其完整．
（2）分析得出結論：
若

S₁、S₂、S₃相等（或S₁、S₂、S₃不相等）

，則說明

在形變相同時，彈性勢能與制作彈簧的材料無關（或在形變相同時，彈性勢能與制作彈簧的材料有關）

．

Answer 1

分析：（1）同一彈簧的彈性勢能與彈簧彈性形變的程度有關，彈性形變越大，彈性勢能越大；
（2）要探究彈性勢能與彈簧種類的關系，應使不同的彈簧發生相同的形變，然后比較小車運動的情況；
若小車通過的距離相同，則說明彈性勢能與彈簧的材料無關；若不相同，則說明明彈性勢能與彈簧的材料有關．

解答：解：（1）彈簧的彈性形變越大，小車被彈開的距離就越遠，則說明彈性形變越大，彈性勢能就越大；
要探究在形變相同時，彈性勢能是否與制作彈簧的材料有關，應控制不同彈簧的形變相同，所以②應為再用小車分別擠壓彈簧2、3至A₁的位置；
（2）若S₁、S₂、S₃相等，則說明在形變相同時，彈性勢能與制作彈簧的材料無關；
若S₁、S₂、S₃不相等，則說明在形變相同時，彈性勢能與制作彈簧的材料有關．
故答案為：（1）遠；大；A₁；（2）S₁、S₂、S₃相等（或S₁、S₂、S₃不相等）；在形變相同時，彈性勢能與制作彈簧的材料無關（或在形變相同時，彈性勢能與制作彈簧的材料有關）．

點評：此題是探究影響彈性勢能大小的因素，考查了控制變量法的應用，及根據實驗現象總結結論的能力，考查了彈性勢能與彈性形變的關系，還涉及到了轉換法的應用，通過小車被彈開的距離來反映彈簧彈性勢能的大小．