在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小是弹簧的材料有关．为此，小明选用材料不同

Question

在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小是弹簧的材料有关．

为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同），小球、木块和长刻度尺一，设计了如图所示的实验装置进行探究．实验中，木块起始位置相同．后得出以下实验记录表．

实验次数	使用的弹	被压缩后弹簧的长度/cm	木块移动的距离
①	弹簧A	5	S1
②	弹簧A	8	S2
③	弹簧B	5	S3
④	弹簧B	8	S4

（1）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验把弹性势能的大小变为测量木块移动的距离，下列实验中与此方法相同的是___（填序号）．
①探究“杠杆的平衡条件”②研究内能时，将分子间的相互作用与地球对物体的吸引相比．
③研究动能与速度的关系时，保持物体的质量不变    ④利用压强计探究液体内部压强特点
（2）请将探究猜想一的方案补充完整．
①将弹簧A、小球、木块按如图甲安装好；
②压缩弹簧，使其长度为5cm．放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离S₁；
③压缩弹簧，使其长度为8cm．放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离S₂；
④比较分析实验数据___和___，得出结论．
（3）弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的___能．
（4）为了探究猜想二，可选用试验次数②和___的数据进行比较分析，若___，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关．
（5）课外兴趣小组活动中，物理老师曾经告诉同学们“重力势能的大小与物体被举起的高度成正比”．善于动脑的小明利用上述器材，设计了一个研究弹簧弹性势能E与压缩量x之间关系的实验方案：（实验装置如图乙）
①用某个小球将弹簧压缩并测量出压缩量x；
②松手释放小球并在木板上记下小球上冲到达的最高位置；
③用刻度尺测量出小球上升的高度h．下表数据是小明的实验记录．由表中可知，若压缩量x=1.00cm时，小球上升的高度h₁，压缩量x=2.50cm时，小球上升的高度h₂，则h₁___h₂（选填“>”“<”或“=”）．
（6）若小球到达最高点时弹簧的弹性势能全部转化为重力势能．分析数据后发现弹簧的弹性势能E与压缩量x___正比 （选填“成”或“不成”），表格中第5次实验小球上升的高度应为___cm．

实验次数	弹簧压缩量x（cm）	上升的高度h（cm）
1	1.00	1.50
2	2.00	6.00
3	3.00	13.50
4	4.00	24.00
5	5.00

Answer 1

（1）本实验把弹性势能的大小变为测量木块移动的距离，采用的是转换法；
①探究“杠杆的平衡条件”，采用的是归纳法；
②研究内能时，将分子间的相互作用与地球对物体的吸引相比，采用的是类比法；
③研究动能与速度的关系时，保持物体的质量不变，采用的是控制变量法；
④利用压强计探究液体内部压强特点，采用的是转换法；
（2）本实验把弹性势能的大小变为测量木块移动的距离，所以实验中通过比较S₁和S₂来探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度的关系；
（3）弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能；
（4）研究弹性势能的大小和弹簧的材料有关，必须控制被压缩后弹簧的长度相同，使用不同的弹簧，表中的②和④实验数据符合实验要求；
把弹性势能的大小变为测量木块移动的距离，所以实验中通过比较S₂和S₄来探究弹性势能的大小与弹簧的材料是否有关，若S₂不等于S₄，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关；否则无关；
（5）压缩量x=1.00cm时与压缩量x=2.50cm时，弹簧的弹性形变大，弹性势能就大，最终转换成的重力势能就大，所以上升的高度就高．故h₁2；
（6）由表中数据知：当压缩量由1.00cm变为2.00cm时，压缩量变为2倍．而反映弹簧弹性势能大小的小球的高度是从1.50cm变成了6.00cm，是原来的4倍，所以弹簧的弹性势能E与压缩量x不成正比；
进一步分析，应该与压缩量x的平方成正比，表格中第5次实验中压缩量由1.00cm变为5.00cm，压缩量变为5倍，所以反映弹簧弹性势能大小的小球的高度应是原来的25倍，所以小球上升的高度应为1.5cm×25=37.5cm．
故答案为：（1）④；（2）S₁；S₂；（3）动；（4）④；S₂不等于S₄；（5）<；（6）不成；37.5．