Question

5．小柯在課外活動時，偶然將兩個彈性球疊放在一起同時自由下落，發現上面小球反彈的高度大于下落的高度．于是，他想探究同一個上面小球反彈的高度與哪些因素有關，為此，他提出了三個猜想：①與兩個彈性球下落的高度有關；②與下面彈性球的質量有關；③與下面彈性球的材料有關．
    為了驗證猜想：小柯選取了質量為10g的A球作為上面的反彈小球，用體積相同的B、C、D三個球分別作為下面的彈性球，如圖所示，B、C兩球質量相同但材料不同，C、D兩球材料相同但質量不同，小柯在同一水平地面上做了多次實驗，實驗數據如表：

實驗序號	下面彈性球	質量/kg	下落高度/m	A球反彈高度/m
1	B	0.5	0.9	1.6
2			1.1	1.9
3			1.3	2.1
4	C	0.5	0.9	1.7
5			1.1	2.0
6			1.3	2.5
7	D	0.8	0.9	2.2
8			1.1	2.3
9			1.3	2.8

（1）小柯實驗選取的測量工具有電子秤和刻度尺．
（2）A球下落過程中，將重力勢能轉化為它的動能．
（3）比較三次實驗序號1、2、3，可以初步得出的結論是：在下面彈性球的質量、材料等條件一定時，下落高度越高，上面彈性球反彈的高度越高．
（4）比較實驗序號4、7（或5、8或6、9），可以初步得出的結論是：在下面彈性球的材料、下落高度等條件一定時，下面彈性球的質量越大，上面彈性球反彈的高度越高．
（5）為了探究猜想③，除了選取A球作為上面的反彈小球外，還應在B、C、D三個彈性球中選擇B、C兩球進行實驗．
（6）實驗表明，每次所測A球反彈的高度總比下落高度要高，是因為在兩球碰撞時下面彈性球對上面A球做功，使A球機械能總量增大（選填“增大”“減小”或“不變”），這一現象不會違背（選填“違背”或“不會違背”）能量守恒定律．

Answer 1

分析 （1）實驗中需要測量小球下落的高度和彈起的高度；
（2）影響重力勢能大小的因素是質量和高度；影響動能大小的因素是質量和速度；
（3）（4）（5）根據表格中的數據，根據相同點和不同點，利用控制變量法分析；
（6）能量的轉化遵守能量守恒定律．

解答 解：（1）實驗中需要用刻度尺測量小球下落的高度和彈起的高度；
（2）A球下落過程中，高度減小，重力勢能減小，速度變大，動能變大，重力勢能轉化為動能；
（3）由表格中的信息可知，實驗序號1、2、3（或4、5、6或7、8、9），相同的彈性球，下落高度越高，上面彈性球反彈的高度越高；
（4）比較實驗序號4、7（5、8或6、9）可知，彈性球的材料相同，下落相同高度時，質量越大的，上面彈性球反彈的高度越高，故結論為：在下面彈性球的材料、下落高度等條件一定時，下面彈性球的質量越大，上面彈性球反彈的高度越高；
（5）探究下面彈性球反彈的高度與與下面彈性球的材料有關時，應控制質量相同、下落高度相同，材料不同，故應選擇B、C兩球就行實驗；
（6）次所測A球反彈的高度總比下落高度要高，是因為在兩球碰撞時下面彈性球隊上面A球做功，下面彈性球的機械能減小，轉化為A的機械能，使得A球機械能增大，這一現象不會違背能量守恒定律．
故答案為：（1）刻度尺；（2）動；（3）1、2、3；（4）下面彈性球的質量越大；（5）B、C；（6）增大；不會違背．

點評 解決此類控制變量法的問題，要結合研究對象逐個判斷各個實驗所用的研究方法，注意控制變量法是針對物理學中多因素變化的問題．