Question

2．张强和小组的同学在共同探究动能和势能的相互转化的实验中，让乒乓球自由下落，发观乒乓球反弹的高度度逐渐减少．那么机械能减少的多少与什么因素有关呢？他们猜想机械能减少的多少可能与物体的质量有关：于是他们用几个质量不间的乒乓球从一定高度落下．测量反弹后的高度．以下是他们实验记录的部分数据．

实验次数	质量/g	抛出方式	抛出前的高度（cm）	第一次反弹的高度（cm）	第二次反弹的高度（cm）	第三次反弹的高度（cm）
1	7	自由下落	100	70	58	46
2	8	自由下落	100	71	60	48
3	9	自由下落	100	69	58	45

通过分析数据：
（1）在实验中．他们采取的实验方法是控制变量法，张强认为在乒乓球与地面碰撞时有机械能损失，他的依据是每次反弹的高度都比上一次低．
（2）张强认为可以通过计算得出每碰撞一次机械能的损失率，你帮他计算在自由下落情况下，第一次实验中的第一次碰撞中机械能减少了约30%，这些机械能转化为了内能，最终乒乓球静止下来，有100%的机械能转化为其他形式的能．
（3）通过分析实验数据可以得出结论，机械能减少的多少与物体的质量有关（选填“有关”或“无关”）

Answer 1

分析 （1）研究球的反弹高度时，要控制球小落的高度不变，即让球从同一高度静止下落，然后测出球反弹后的高度并记录，用到了控制变量法；
（2）乒乓球在最高高度时动能为零，机械能的大小等与重力势能的大小，计算第二次较第一次在最高高度时的重力势能的减小量所占的比值就知道机械能减小了百分之几；
（3）计算比较三次的结果，确定机械能的减少是否与质量有关．

解答 解：（1）三次实验抛出前的高度都一致，都采用自由体体的方式抛出，体现了控制变量法的运用，乒乓球在最高高度时动能为零，机械能的大小等与重力势能的大小，第二次最高高度比第一次低，机械能减少了；
（2）机械能减少的百分比=$\frac{第一次最高点的重力势能-第二次最高点重力势能}{第一次最高点重力势能}$×100%
=$\frac{mg{h}_{1}-mg{h}_{2}}{mg{h}_{1}}$×100%=$\frac{{h}_{1}-{h}_{2}}{{h}_{1}}$×100%
=$\frac{100-70}{100}$×100%≈30%；
减少的部分是在与地面摩擦时转化为内能了；最后球静止在地面上，动能和势能都为零，能量全部转化为内能；
（3）三次质量和高度不同，机械能也不同，最后都减小为零，三次机械能的减小量都不相同，与质量是有关系的．
故答案为：（1）控制变量法，每次反弹的高度都比上一次低；（2）30，内，100； （3）有关．

点评 本题考查了学生对科学探究环节的了解与掌握以及实验方案的设计，要注意控制变量法在本实验中的应用，即控制球下落的高度相同．