Question

同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧（如图1所示）．小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏．结果发现小军的笔弹得高一些，小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？

小文猜想：

①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；

②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关．

（1）小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图2所示的实验，此实验是为了验证猜想 ，实验中弹性势能的大小是通过 来体现的．

（2）请你设计一个实验方案来验证另一个猜想（写出简要的实验步骤，分析可能出现的现象并得出结论）．

 

Answer 1

（1）①；木块被推动的距离；

（2）①a．将小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为2cm，放手后小球被弹出，并与一木块相碰，木块被推动了一段距离S1；

b．将同一个弹簧压缩的程度稍大一些，把小球置于弹簧的右端，观察小球撞击木块后木块移动的距离S2；

②若 S1等于S2 说明弹簧的弹性势能的大小与弹性形变的程度无关；

若S1＞S2，说明弹簧弹性形变的程度越小，弹性势能的越小；

若S1＜S2，说明弹簧弹性形变的程度越大，弹性势能的越大．

【解析】

试题分析： （1）小文猜想：①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关．由图可知簧弹性形变程度相同，材料不同，此实验是为了验证猜想①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；弹簧具有弹性势能的大小，无法直接观察，该实验通过小球对木块做的功来反映弹簧弹性势能的大小；木块移动的距离反映小球对木块做功的多少，木块移动距离越远，小球做功越多，弹簧的弹性势能越大，反之越小；

（2）设计实验探究弹簧弹性势能的大小跟它弹性形变的程度有关．

①步骤：a．将小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为2cm，放手后小球被弹出，并与一木块相碰，木块被推动了一段距离S1；

b．将同一个弹簧压缩的程度稍大一些，把小球置于弹簧的右端，观察小球撞击木块后木块移动的距离S2；

②比较S1、S2得出结论．

若 S1等于S2 说明弹簧的弹性势能的大小与弹性形变的程度无关；

若S1＞S2，说明弹簧弹性形变的程度越小，弹性势能的越小；

若S1＜S2，说明弹簧弹性形变的程度越大，弹性势能的越大．

考点： 探究影响物体弹性势能大小的因素．