Question

18．某校初三同学在做重力势能相关实验的时候，发现自由下落的弹性小球碰撞地面后反弹上升的最大高度总小于原来下落的高度，这说明弹性小球在碰撞地面过程中有机械能损失．为了探究自由下落的弹性小球在碰撞地面过程中损失的机械能的大小△E与哪些因素有关，他们分别让同一弹性小球从某一高度自由下落碰撞地面，通过测量该弹性小球下落高度与反弹上升的最大高度的差值△h，来比较损失的机械能的大小△E，实验过程如图（a）、（b）和（c）所示（△h₃＜△h₁＜△h₂）．请仔细观察图中的现象和测量结果，并分析归纳得出初步结论．

①分析比较图中的（a）和（b）两图可知：自由下落的同一弹性小球碰撞同种材料的地面，下落高度较大时，损失的机械能的大小△E较大．
②分析比较图中的（b）和（c）两图可知：同一弹性小球从相同高度自由下落，碰撞不同材料的地面，损失的机械能的大小△E不同．

Answer 1

分析 在本实验中，主要探究的是自由下落的弹性小球在碰撞地面过程中损失的机械能的大小△E与哪些因素有关，明确这里的主要变量有接触面的材料、小球的高度，并知道通过观察高度差△h来反映机械能的大小△E的变化．运用控制变量法可对实验现象进行分析．

解答 解：①分析比较图中的（a）和（b）两图可以看出，碰撞的接触面的材料相同，小球下落的高度不同，最终下落高度与反弹上升的最大高度的差值△h不同，说明机械能的损失情况不同．故可得出结论：：自由下落的同一弹性小球碰撞同种材料的地面，下落高度较大时，损失的机械能的大小△E较大．
②分析比较图中的（b）和（c）两图可以看出，小球下落的高度相同，碰撞接触面的材料不同，最终下落高度与反弹上升的最大高度的差值△h不同，说明机械能的损失情况不同．故可得出结论：同一弹性小球从相同高度自由下落，碰撞不同材料的地面，损失的机械能的大小△E不同．
故答案为：①损失的机械能的大小△E较大；
②同一弹性小球从相同高度自由下落，碰撞不同材料的地面，损失的机械能的大小△E不同．

点评 在本题的实验中，明确通过观察高度差△h来反映机械能的大小△E的变化，知道主要观察的量有哪些，并能运用控制变量法对实验现象进行分析，是解答的关键．