Question

如圖所示，壓縮彈簧，彈簧可以將小球彈起．譚索同學(xué)就“彈簧將小球彈起的高度與哪些因素有關(guān)？”提出了如下猜想：（以下所有彈簧被壓縮后都未超過其彈性的限度）
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(guān)；
猜想二：彈簧將小球彈起的高度可能與小球的質(zhì)量有關(guān)；
猜想一：彈簧將小球彈起的高度可能與彈簧被壓縮的長度有關(guān)；
（1）為了驗(yàn)證猜想一，實(shí)驗(yàn)器材有質(zhì)量不同的小球若干個(gè)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______．他設(shè)計(jì)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將小球置于彈簧A的上端，按下小球，使彈簧被壓縮的長度為5cm，松手后小球被彈起，記下小球彈起的高度h₁；
③再將同一小球置于彈簧B的上端，按下小球，使彈簧被壓縮的長度為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(guān)了．
譚索同學(xué)探究方案中存在的主要問題是：______
（2）請(qǐng)你說出在小球被彈起的過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的（不計(jì)空氣阻力）．______．

Answer 1

【答案】分析：（1）由實(shí)驗(yàn)的要求可以看出，實(shí)驗(yàn)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(gè)因素有關(guān)，因此，應(yīng)從控制變量法的角度進(jìn)行分析，看實(shí)驗(yàn)過程是否符合要求；
（2）在小球能量的轉(zhuǎn)化過程中，主要包括彈性勢能、動(dòng)能和重力勢能，根據(jù)其變化情況進(jìn)行分析即可．
解答：解：（1）因?yàn)閷?shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過程可以看出，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：沒有控制彈簧兩次被壓縮的長度相等（或沒有將彈簧壓縮相同的長度）．
（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(zhuǎn)化為動(dòng)能、在上升過程中動(dòng)能再逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢能．
故答案為：
（1）刻度尺； 沒有控制彈簧兩次被壓縮的長度相等（或沒有將彈簧壓縮相同的長度）；
（2）彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能，小球的動(dòng)能再轉(zhuǎn)化為重力勢能．
點(diǎn)評(píng)：（1）首先要明確本實(shí)驗(yàn)中一共提出了三個(gè)猜想，即三個(gè)因素都有可能影響小球彈起的高度，因此，在實(shí)驗(yàn)中要注意運(yùn)用控制變量法；同時(shí)，刻度尺是本實(shí)驗(yàn)中必不可少的測量工具．
（2）在本實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程中，主要是機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化，包括彈性勢能、動(dòng)能和重力勢能，分析時(shí)一定要從小球、彈簧的形狀和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)角度進(jìn)行分析，防止混亂．