Question

（2013?河西區一模）如圖所示，壓縮彈簧，彈簧可以將小球彈起．譚索同學就“彈簧將小球彈起的高度與哪些因素有關？”提出了如下猜想：（以下所有彈簧被壓縮后都未超過其彈性限度）．
猜想一：彈簧將小球彈起的高度可能與被壓縮彈簧的材料有關；
猜想二：彈簧將小球彈起的高度可能與小球的質量有關；
猜想三：彈簧將小球彈起的高度可能與彈簧被壓縮的長度有關．
（1）為了驗證猜想一，實驗器材有質量不同的小球若干個和材料不同、外形完全相同的彈簧多根，此外還需要的測量工具是

刻度尺

．
她設計的探究猜想一的方案如下：
①將A、B兩根外形完全相同，材料不同的彈簧分別置于水平桌面上；
②將一小球置于彈簧A的上端，按下小球，使彈簧壓縮的長度為5cm，松手后小球被彈起，記下小球彈起的高度h₁；
③再將另一小球置于彈簧B的上端，按下小球，使彈簧壓縮的長度為6cm，松手后小球被彈起，記下小球彈起的高度h₂；
④比較h₁、h₂的大小，就可初步得出彈簧將小球彈起的高度是否與被壓縮彈簧的材料有關．
譚索同學探究方案中存在的主要問題是：
（ⅰ）

沒有保證兩次小球的質量相同

；
（ⅱ）

沒有控制彈簧兩次被壓縮的長度相等

．
（2）請你簡述在這個實驗中能量是如何轉化的（不計空氣阻力）．

彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能，小球的動能再轉化為重力勢能

．

Answer 1

分析：（1）由實驗的要求可以看出，實驗過程中需要測量彈簧壓縮的長度以及小球被彈起的高度，因此還需要測量長度的工具--刻度尺；從猜想中可以看出，小球彈起的高度可能與多個因素有關，因此，應從控制變量法的角度進行分析，看實驗過程是否符合要求；
（2）在小球能量的轉化過程中，主要包括彈性勢能、動能和重力勢能，根據其變化情況進行分析即可．

解答：解：（1）因為實驗中要測量小球彈起的高度和彈簧壓縮的長度，所以還需要增加一樣測量工具，即刻度尺；
從實驗過程可以看出，兩次是不同的小球，沒有保證兩次小球的質量相同．
A彈簧被壓縮的長度為5cm，而B彈簧被壓縮的長度為6cm，這不符合控制變量法的要求，所以存在的主要問題是：沒有保證兩次小球的質量相同，沒有控制彈簧兩次被壓縮的長度相等．
（2）在小球被彈起的過程中，小球一開始由于被壓縮形變而具有了彈性勢能，彈起過程中，彈性勢能轉化為動能、在上升過程中動能再逐漸轉化為重力勢能．
故答案為：
（1）刻度尺；沒有保證兩次小球的質量相同，沒有控制彈簧兩次被壓縮的長度相等；
（2）彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能，小球的動能再轉化為重力勢能．

點評：（1）首先要明確本實驗中一共提出了三個猜想，即三個因素都有可能影響小球彈起的高度，因此，在實驗中要注意運用控制變量法；同時，刻度尺是本實驗中必不可少的測量工具．
（2）在本實驗的整個過程中，主要是機械能之間的轉化，包括彈性勢能、動能和重力勢能，分析時一定要從小球、彈簧的形狀和運動狀態角度進行分析，防止混亂．