Question

11．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的材料有关；
猜想二：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关．
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、木块和刻度尺各一个，设计了如图20所示的实验装置进行探究．实验中，木块起始位置相同，最后得出以下实验记录表．

实验次数	使用的弹簧	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）弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化成小球的动能．
（2）由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量，本实验是通过比较木块被推动的距离来判断弹簧的弹性势能大小．
（3）为了探究“猜想一”，可选用上表中①③或②④两次实验的数据进行比较分析．
（4）下面是探究猜想二的实验方案，请结合上表中的实验记录，将方案补充完整．
①将弹簧A、小球、木块按如图安装好；
②压缩弹簧A，使其长度为5cm，放手后小球被弹出，推动木块移动距离S₁；
③压缩弹簧A，使其长度为8cm，放手后小球被弹出，推动木块移动距离S₂；
④比较分析实验数据S₁和S₂，若S₁与S₂不相等，则猜想1正确（选填“正确”或“不正确”）．

Answer 1

分析 （1）弹簧弹开小球的过程中，弹簧逐渐恢复原长，弹簧的弹性势能转化为小球的动能．
（2）弹性势能的大小是通过木块被弹开的远近来比较弹性势能的多少，这种研究方法叫转换法，因此可以将弹簧的弹性势能转化为木块移动的距离来比较弹性势能的大小．
（3）探究弹性势能的大小与弹簧的材料的关系时，需保证弹簧丝的长度和粗细以及压缩的程度都要相同，材料不同．  
（4）要弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度是否有关，根据控制变量法的思想，必须选择同样的弹簧，改变压缩程度，比较木块移动的距离得出结论．

解答 解：（1）弹簧将小球弹出是弹簧的弹性势能转化为小球的动能．
（2）由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量，本实验是通过比较木块被推动的距离来判断弹簧的弹性势能大小．
（3）因为表中①③和②④的长度和粗细以及压缩的程度都要相同，材料不同，故选①③或②④．
（4）探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关时，应选择相同的弹簧，改变压缩的程度，比较小球被弹出，推动木块移动的距离得出结论．因此压缩弹簧A，使其长度为8cm，放手后小球被弹出，推动木块移动距离S₂；比较分析实验数据S₁和S₂，若S₁与S₂不相等，说明弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关，则猜想2是正确的．
故答案为：（1）动；（2）木块被推动的距离；（3）①③；②④；（4）8；正确．

点评 本题为探究弹性势能与哪些因素有关的实验，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．