Question

在探究“动能大小与哪些因素有关”的活动中，提供以下器材：中间有沟槽的木质轨道（如图，其中AB部分倾斜并与平直部分BC平滑连接，沟槽较为光滑）、大小与沟槽相当的玻璃球、铁球各一只、轻质弹簧、刻度尺各一个．

(1)利用这套器材进行实验时，可以通过比较       的大小，来比较小球动能的大小．
(2)为了研究动能与质量大小的关系，应让玻璃球和铁球分别从         释放。研究后得出的结论是：                                         ．
(3)课外兴趣小组活动中，物理老师曾经告诉同学们“重力势能的大小与物体被举起的高度成正比”．善于动脑的小明利用上述器材，设计了一个研究弹簧弹性势能E_弹与压缩量x之间关系的实验方案：（实验装置如下图）用某个小球将弹簧压缩并测量出压缩量x；松手释放小球并在木板上记下小球上冲到达的最高位置；用刻度尺测量出小球上升的高度h．右表数据是小明的实验记录，由表中可知，若压缩量x＝1.00cm时，小球上升的高度h₁，压缩量x＝2.50cm时，小球上升的高度h₂，则h₁     h₂（选填“>”“<”或“＝”）
(4)若第三问中小球到达最高点时弹性势能全部转化为重力势能．分析数据后发现弹簧弹性势能E_弹与压缩量x         正比？ （选填“成”或“不成”）

Answer 1

（1）弹簧被压缩的长度（弹簧的压缩量） （2）同一高度 速度一定，质量越大，动能越大 （3）＜ （4）不成

试题分析：(1)观察图片或回想课本实验中通过比较木块移动的距离来判断物体动能的大小的方法，得出利用这套器材进行实验时，可以通过比较弹簧被压缩的长度（弹簧的压缩量）的大小，来比较小球动能的大小；（2）由控制变量法可知为了研究动能与质量大小的关系，必须在其他条件相同时，选择不同质量的小球进行实验，让玻璃球和铁球（质量不同）分别从同一高度释放，结论是：速度一定，质量越大，动能越大；（3）观察数据记录表中数据，并进行分析可知：小球上升的高度随着弹簧压缩量的增大而增大，所以有h₁＜ h₂；（4）分析表中数据，当弹簧压缩量分别为原来的2、3、4倍时，小球上升的高度并不是对应为原来的2、3、4倍，由题意可知弹簧的弹性势能与小球的重力势能相等，既小球的高度变化代表弹簧的弹性势能，所以分析数据后发现弹簧弹性势能E_弹与压缩量x不成正比。