Question

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被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关．
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、木块和长刻度尺各一，设计了如图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	4	S1
②	弹簧A	7	S2
③	弹簧B	4	S3
④	弹簧B	7	S4

（1）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离，这种研究方法叫转换法．请举出一个在热学探究中用转换法的实例：

在清水中加入红墨水，通过扩散现象证明分子在做无规则的运动

．
（2）请将探究猜想一的方案补充完整．
a、将弹簧A、小球、木块按如图所示安装好；
b、压缩弹簧，使其长度为4cm．放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离S₁；
c、压缩弹簧，使其长度为 8cm．放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离 S₂；
d、比较分析实验数据 S1

大于

S₂，得出结论．
（3）为了探究猜想二，可选用实验次数②和 ④的数据进行比较分析，若

S₂≠S₄

，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关．

Answer 1

分析：（1）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，如在清水中加入红墨水，通过扩散现象证明分子在做无规则的运动；
（2）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．
（3）为了探究弹性势能的大小是弹簧的材料有关，必须控制压缩程度相同，改变材料，比较木块移动的距离得出结论．

解答：解：（1）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，如在清水中加入红墨水，通过扩散现象证明分子在不停地做无规则运动；
（2）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．故据上面的知识可知，由于b中压缩弹簧的程度更大，所以 S₁ 大于S₂；
（3）为了探究猜想二，必须控制压缩程度相同，改变材料，可选用试验次数②和④，若S₂≠S₄说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关．
故答案为：（1）在清水中加入红墨水，通过扩散现象证明分子在做无规则的运动；（2）大于；（3）S₂≠S₄．

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．