Question

【題目】在探究“動能大小與哪些因素有關”的實驗后．小明用下列器材進行課外活動：中間有溝槽的木質軌道（如圖，其中AB部分傾斜并與平直部分BC平滑連接，溝槽較為光滑）、大小與溝槽相當的玻璃球、鐵球各一只、輕質彈簧、刻度尺各一個．
（1）利用這套器材進行實驗時．可以通過比較來比較小球動能的大小，這種方法在科學上叫做“轉換法”．下面的四個研究實例中也采用這種方法的是 A．學習電壓時，我們可以通過對比水壓來認識它
B．探究串聯電路電阻的關系時，通過分析總電阻與各導體電阻產生的效果來認識
C．探究電功大小跟哪些因素有關時，通過小燈泡的亮度來比較電功大小
D．探究電流與電壓關系時，控制電阻不變，研究電流與電壓關系
（2）為了研究動能與質量的關系，應讓玻璃球和鐵球分別從釋放．
（3）物理老師課上告訴同學們“重力勢能的大小與物體被舉起的高度成正比”．善于動腦的小明利用上述器材，設計了一個研究彈簧彈性勢能E與壓縮量x之間關系的實驗方案． 小明的實驗步驟如下：
①用同一小球將彈簧壓縮并測量出壓縮量x；
②松手釋放小球并在木板上記下小球上沖到達的最高位置；
③用刻度尺測量出小球上升的高度h．小明重復上述實驗記錄如表，假設小球到達最高點時彈簧的彈性勢能全部轉化為重力勢能分析數據后發現，在一定范圍內，彈簧的彈性勢能E與彈簧成關系．

實驗次數	彈簧壓縮量x（cm）	上升高度h（cm）
1	1.00	1.50
2	2.00	6.00
3	3.00	13.50
4	4.00	24.00

Answer 1

【答案】
（1）彈簧被壓縮的程度；C
（2）軌道的同一高度處
（3）壓縮量x的平方；正比
【解析】解：（1）小球壓縮彈簧，對彈簧做功，做功的多少反映了小球動能的多少，彈簧被壓縮的程度越大，說明小球的動能越大．所以，可以通過彈簧被壓縮的程度來反映小球動能的多少． A、用水壓來描述電壓是一種類比法． B、探究串聯電路電阻的關系時，通過分析總電阻與各導體電阻在電路中產生的效果來認識，這是一種等效替代法． C、探究電功大小跟哪些因素有關時，通過小燈泡的亮度來比較電功大小是一種轉換法． D、探究電流與電壓、電阻關系時，控制電阻（電壓）不變，研究電流與電壓（電阻）關系是控制變量法．（2）要研究動能大小與質量的關系，由控制變量法的應用可知：就要控制速度不變，讓質量變化．速度是通過起始點的高度來控制的．所以要控制兩球從同一高度滾下．（3）由表中數據知：當壓縮量由1.00cm變為2.00cm時，壓縮量變為2倍．而反映彈簧彈性勢能大小的小球的高度是從1.50cm變成了5.99cm，是原來的4倍，所以彈簧的彈性勢能E與壓縮量x不成正比．進一步分析，應該與壓縮量x的平方成正比．所以答案是：（1）彈簧被壓縮的程度；C；（2）軌道的同一高度處；（3）壓縮量x的平方；正比．