Question

小明想探究弹性势能的大小与哪些因素有关．她选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同）、光滑轨道、物块A等器材进行实验．如图所示，用物块将弹簧压缩到一定程度后释放，物块沿轨道向左滑行，最高可冲到光滑斜面虚框处（三次实验中弹性形变的大小l_a＜l_b=l_c，物块冲上斜面的最大高度h_a=h_c＜h_b）．
（1）实验中通过观察同一滑块________，来判断弹性势能的大小
（2）比较图（a）、（b）两个实验可以初步得出：同一弹簧________，弹性势能越大．
（3）通过比较________两个实验可知，弹簧的弹性势能与弹簧的材料________（选填“有关”或“无关”）．

Answer 1

解：（1）在弹簧恢复原长的过程中，弹簧对滑块做功，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能，弹簧的弹性势能越大，滑块获得的动能就越大，滑块冲上斜面的高度就越高，故实验时可通过观察同一滑块冲上斜面的高度来判断弹性势能的大小
（2）比较（a）与（b）两个实验可知，弹簧的形变量l_a＜l_b，物块冲上斜面的高度h_a＜h_b，故同一滑块冲上斜面的高度越大，弹簧的弹性势能越大，由此可见：弹簧的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大；
（3）该题中，bc两弹簧的材料不同，弹性形变的程度相同；据图还能看出，它们推动相同的木块的高度不同，即表明它们所具有的弹性势能不同，这是由于材料不同造成的．通过比较bc两个实验可知，弹簧的弹性势能与弹簧的材料有关．
故答案为：（1）冲上斜面的高度；（2）弹性形变越大；（3）bc； 有关．
分析：（1）在弹簧恢复原长的过程中，弹簧对滑块做功，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能，弹簧的弹性势能越大，滑块获得的动能就越大，滑块冲上斜面的高度就越高，可通过比较同一滑块冲上斜面的高度来判断弹簧弹性势能的大小；
（2）分析（a）与（b）两个实验中弹簧形变的大小与物块冲上斜面高度间的关系得出结论；
（3）弹簧的弹性势能与弹簧的材料有关，应选择材料不同，但形变程度相同的不同弹簧分析即可．
点评：本实验探究了影响弹簧弹性势能的因素，对学生来说难度较大；知道实验过程中能量的转化方式、通过不同实验对比是正确解题的关键．