Question

7．小红看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远．小红猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关．
（1）为验证其猜想是否正确，她设计了如图所示的实验，将小球置于弹簧的右端，将同一个弹簧每次压缩不同的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），松开后小球弹开，钻入同一位置的相同纸盒，并留在其中，分析比较纸盒被推动距离的远近，从而比较同一弹簧在不同弹性形变时弹性势能的大小．
（2）该实验过程中所用到的物理研究方法有控制变量法、转换法．
（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动能．
（4）若水平面绝对光滑，本实验将不能（选填“能”或“不能”）达到探究目的．
（5）小红根据实验现象认为：小球推动纸盒一起移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的能量最终都彻底消失了，你认为小红的观点是错误（选填“正确”或“错误”）的．

Answer 1

分析 （1）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换为观察纸盒被推动的距离大小，这种研究方法叫转换法；
（2）结合第一小题分析实验方法
（3）物体由于运动具有的能量叫动能；
（4）若水平面绝对光滑，纸盒就会做匀速直线运动，无法比较纸盒移动距离的远近，达不到探究目的；
（5）能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变．

解答 解：（1）此题要改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一个弹簧压缩不同的长度；运用转换法，观察纸盒被推动距离的远近来比较弹性势能的大小．
（2）小球被弹簧弹开，由静止变为运动，弹簧的弹性势能转化为小球的动能；
（3）实验中使用同一弹簧、同一个小球和纸盒应用了控制变量法；通过纸盒被推动的距离比较弹性势能的大小，应用的是转换法；
（4）若水平面绝对光滑，纸盒在滑动过程中不受力，纸盒就会做匀速直线运动，无法比较纸盒移动距离的远近，达不到探究目的；
（5）根据能量守恒定律可知：能量不会凭空消失，能量在转移和转化过程中能量的总量保持不变，小球推动纸盒一起移动过程中，机械能转化为内能．
故答案为：（1）不同、移动的距离；（2）控制变量法；转换法；（3）动；（4）不能；（5）错误．

点评 本题为探究弹性势能与形变大小关系的实验，考查了分析实验能力、考查了学生对控制变量法、转换法的了解与掌握，属于难题．