期末实验专题复习--探究影响物体弹性势能的因素-2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 聚焦弹性势能影响因素，以实验探究为主线，系统整合控制变量法与转换法，构建“猜想-设计-验证-结论”的科学探究逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础探究|1-4题|转换法（木块移动距离反映势能）、控制变量法（单因素变量控制）|从弹性势能概念出发，通过单一变量实验（压缩长度、原长）建立初步关系| |进阶探究|5-12题|误差分析（光滑面减少能量损耗）、多变量控制（材料/粗细/长度）|深化能量转化（弹性势能→动能→内能），探究多因素交互影响| |综合应用|13-15题|数据归纳（形变量与高度定量关系）、实际问题迁移（弹笔/玩具枪）|结合科学推理与模型建构，实现从实验到实际应用的拓展|

期末实验专题复习--探究影响物体弹性势能的因素 1．探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”的实验，同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧压缩的长度、弹簧粗细、弹簧原长有关。 实验器材有：弹簧若干、木块一个、刻度尺一把、一个长木板（一侧光滑一侧粗糙）。 (1)探究“弹簧弹性势能的大小与弹簧压缩的长度是否有关”，将长木板水平放置（左侧光滑，右侧粗糙），取一根弹簧左端固定在墙上，把木块放在长木板上，三次用木块压缩弹簧然后释放，如图所示，用刻度尺测出木块在木板粗糙表面上滑动的距离。 ①实验中，弹簧弹性势能大小是通过木块在____________上移动的距离来间接反映的。 ②分析信息可得结论：在弹簧的粗细和原长一定时，___________。 ③木板左侧光滑的目的是：________。 (2)在探究“弹簧弹性势能的大小与弹簧原长是否有关”时，选三根粗细相同、长度不同的弹簧，用木块将弹簧右端都压缩到同一位置释放，用刻度尺测出木块在木板粗糙表面上滑动的距离，实验操作存在问题是：_________。 (3)你认为弹簧的弹性势能还可能与____________有关。 2．探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”，同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧压缩的长度、弹簧粗细、弹簧原长有关。 实验器材有：弹簧若干、木块一个、刻度尺一把、一个长木板（一侧光滑一侧粗糙）。 （1）探究“弹簧弹性势能的大小与弹簧压缩的长度是否有关”，将长木板水平放置（左侧光滑，右侧粗糙），取一根弹簧左端固定在墙上，把木块放在长木板上，三次用木块压缩弹簧然后释放，如图所示，用刻度尺测出木块在木板粗糙表面上滑动的距离。 ①实验中，弹簧弹性势能大小是通过___________来间接反映的； ②分析信息可得结论：___________； ③木板左侧光滑的目的是：___________； （2）在探究“弹簧弹性势能的大小与弹簧原长是否有关”，选三根粗细相同、长度不同的弹簧，用木块将弹簧都压缩到同一位置M点释放，用刻度尺测出木块在木板粗糙表面上滑动的距离，实验操作存在问题是：___________。 3．同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧如图（a）所示。小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏。结果发现小军的笔弹得高一些，小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？小文猜想： ①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关； ②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。 (1)小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图（b）所示的实验，此实验是为了验证猜想______，实验中弹性势能的大小是通过______来体现的； (2)为验证另一个猜想小文进行了如下操作： a.将小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为2cm，放手后小球被弹出，并与一木块相碰，木块被推动了一段距离； b.将弹簧______（选填“A”或“B”）压缩的程度稍大一些，把小球置于弹簧的右端，观察小球撞击木块后木块移动的距离； c.若，说明弹簧的弹性势能的大小与弹性形变的程度______（选填“有关”或“无关”）； 若，说明弹簧的弹性形变越大，弹性势能越______。 4．小李在探究“弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，提出了如下猜想： 猜想一：弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。 猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 为了验证上述猜想，小李选用材料不同的三根弹簧A、B和C（长度和粗细均相同），一把长刻度尺，小球、木块各一个，设计了如下图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同，实验数据如下表所示。 实验序号 所使用的弹簧 弹簧形变量/cm 木块移动的距离/cm 1 弹簧A 2 3.5 2 弹簧A 5 6.2 3 弹簧A 8 10.6 4 弹簧B 5 8.7 5 弹簧C 5 11.5 6 弹簧C 6 13.1 (1)弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的______能。 (2)实验中通过比较______来判断弹簧弹性势能的大小，这种研究问题的方法叫______法。 (3)为了验证猜想一，应选择表中1、2、3三组数据进行分析。由此得出的结论是：弹簧材料相同时，______越大，弹簧的弹性势能越大。 (4)为了验证猜想二，应选择表中______（填实验序号）三组数据进行分析。 (5)若水平面绝对光滑，则小李______（选填“能”或“不能”）完成本实验。 (6)实验后，用质量不同的两个小球将同一弹簧压缩到相同程度，放手后用小球撞击木块的方法来验证小球动能与其质量的关系。这样做______（选填“能”或“不能”）完成验证。 5．为了“探究弹性势能与哪些因素有关”，小明设计了如图甲所示的装置进行探究。 (1)将弹簧、正方体木块按照如图甲放置在粗糙的水平面上，弹簧左侧固定，手移动木块将弹簧压缩不同程度后，松手释放木块，木块由静止向右运动，最终停下；分别测量出木块移动的距离。实验中，弹簧的__________能转化为木块的__________能，最终转化为__________能。 实验中，小明又发现在水平桌面上运动的木块离开桌面后，会沿着曲线运动并最终到地面上。物体离开桌面后在水平方向运动的距离与哪些因素有关呢？他提出以下三个猜想： 猜想1：与物体离开桌面时的速度有关； 猜想2：与物体的质量有关： 猜想3：与物体离地面的高度有关 (2)为此，小明设计如图乙所示的实验装置，弹簧一端固定，用小球实验。为了验证猜想1是否正确，小明进行如下实验：保持__________不变，将弹簧压缩到不同的长度，比较小球离开桌面后，在水平方向运动的距离s。最终证明猜想1是正确的； (3)小明接下来想探究猜想2，用不同质量的小球将弹簧压缩相同的长度，由静止释放后，比较小球水平运动的距离，然后得出结论。你认为小明的方案存在的问题是________________，请你为小明设计一个正确的方案：__________________。 6．如图所示，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：弹性势能的大小与弹簧的材料有关； 猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关； 猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。 (1)为验证猜想一，他设计了如图所示实验，实验时将同一弹簧压缩______不同（相同/不同）的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较______，从而比较弹性势能的大小； (2)为验证猜想二，需选用长度和粗细相同，_______不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩______（相同/不同）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若______，则说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关； (3)若水平面绝对光滑，本实验将______不能（能/不能）达到探究目的。 7．为了探究“弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系”，小明用图示装置进行实验，B处为弹簧的原长位置，在水平桌面上，压缩弹簧后由静止释放小球，使小球撞击同一纸盒，并与纸盒一起向右滑行.撞击前纸盒均位于B点右侧同一位置。 (1)小明每次应将弹簧压缩_______（选填“相同”或“不同”）的长度，再释放小球，通过比较各次实验中________，从而判断弹簧弹性势能的大小； (2)图示实验中，将小球自A处由静止释放，最终小球和纸盒一起静止于C处。此过程中小球动能最大的位置在_______（选填“AB之间”、“B点”或“BC之间”）； (3)在现有实验器材基础上，只增加一个质量不同的小球________（选填“能”或“不能”）探究动能与质量的关系。 8．同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧（如图所示）。小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏。结果发现小军的笔弹得高一些，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？ 小文猜想： ①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关； ②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。 小文利用两个材料和外形都完全相同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图所示的实验。 （1）此实验是为了验证猜想_________（选填“①”或“②”）； （2）实验中弹性势能的大小是通过_________来体现的。该实验主要运用的实验方法有_________和_________； （3）假若水平面绝对光滑，本实验将 _________（选填“能”或“不能”）达到探究目的。 9．小琴和小华用如图甲所示的笔玩弹笔游戏，用手指捏住笔身向下用力压下一段距离，松开手指弹簧笔就会向上弹起一段高度，他们发现笔弹起的高度不同。这一现象引发他们思考：笔弹起的高度是由笔中弹簧具有的弹性势能决定的，那弹簧弹性势能的大小又与什么因素有关呢？他们将笔里面的弹簧拆卸出来，观察发现两根弹簧都是用粗细相同的钢丝制成，且绕制的疏密程度也相同，但原长不同。对此他们做出如下猜想： 猜想1：弹簧弹性势能的大小与弹簧的原长有关。 猜想2：弹簧弹性势能的大小与弹簧弹性形变的程度有关。 为了验证猜想1，他们制定了如下探究方案：分别将两根弹簧一端固定在竖直墙面上，用两块相同的橡皮擦放置在粗糙桌面上，依次将两根弹簧压缩相同长度后由静止释放，记录观察到的现象并进行分析。 (1)弹簧笔向上弹起的过程中弹簧的弹性势能转化为弹簧笔的___________能。 (2)如图乙所示，小华用橡皮擦依次将两根弹簧都由①位置起与弹簧接触并将弹簧压缩0.7cm到②位置后静止释放，最后被弹到③位置静止。由乙图可以判断弹簧___________（选填“A”或“B”）的原长更长。通过比较橡皮擦被弹开的距离，可以得出结论：形变程度相同的弹簧原长越___________（选填“长”或“短”）压缩后具有的弹性势能更大。 (3)为了探究猜想2，小华选择其中一根弹簧进行实验，请你帮他写出简要的实验方案：___________。 (4)结合第（2）问结论，小琴思考“若不拆开两支弹簧笔，按压弹簧笔使弹簧形变程度相同后释放，质量较小、弹簧原长较短的笔，一定弹得最高”你认为她的判断___________（选填“是”或“否”）正确，理由是：___________。 10．如图甲，小明和小华在观看奥运会射箭时，发现运动员弓拉得越弯，箭射得越远.他们思考：弹簧和弓相似，弹簧形变时弹性势能与哪些因素有关？经讨论后，小明和同学们提出了以下几种猜想： 猜想1：与弹簧的材料有关； 猜想2：与弹簧的弹性形变的程度有关; (1)为了验证“猜想1”是否正确，小明利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小球、一个木块，在同一水平面上进行了如图乙所示的实验.将同一小球分别挤压弹簧A和B，将弹簧A和B压缩__________（选填“相同”或“不同”）的长度，松手后，小球被弹开推动同一位置的木块，通过比较__________来比较弹簧A和B的弹性势能大小； ①小球被弹簧弹开过程中，将弹性势能转化为__________能，根据图乙中的实验现象，可以说明猜想1是__________（选填“正确”或“错误”）的； ②假若水平面光滑，本实验将__________（选填“能”或“不能”）达到探究目的； (2)小华设计了一个实验方案来验证“猜想2”： 实验步骤： a.将小球置于弹簧A右端，让小球挤压弹簧，放手后小球弹出，与木块相碰，木块移动的距离为s1； b.让小球再次挤压弹簧A，增大压缩程度，放手后，木块移动的距离为s2； c.换弹簧B重复上述a、b两个步骤。 ①实验结果发现s1<s2，说明__________； ②换用弹簧B再次实验的目的是__________。 11．为了探究“弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系”，小明用图示装置进行实验，处为弹簧的原长位置。在水平桌面上，压缩弹簧后由静止释放小球，使小球撞击同一纸盒，并与纸盒一起向右滑行。撞击前纸盒均位于点右侧同一位置； (1)小明每次应将弹簧压缩_______（选填“相同”或“不同”）的长度，再释放小球，通过比较各次实验中纸盒的_______，从而判断弹簧弹性势能的大小； (2)实验中，将小球自处由静止释放，最终小球和纸盒一起静止于处。此过程中小球动能最大的位置在_______（选填“AB之间”“点”或“BC之间”）。 (3)小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消失了。你认为小明的观点是_______（选填“正确”或“错误”）的，理由是_______。 12．在探究弹性势能跟哪些因素有关时，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：弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 实验次数 使用的弹簧 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 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、木块和长刻度尺各一个，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，最后得出以上实验记录表： (1)为验证其猜想一是否正确，他设计了如下实验：将弹簧A压缩 _____（“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧右端，松开后小球碰到同一位置的木块上，分别比较木块 ________，从而比较弹性势能的大小。 (2)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。 (3)为了探究猜想二，可选用实验次数②和 _____的数据进行比较分析，若出现的现象是 _______，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 13．为了“探究弹性势能与哪些因素有关”，小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究。将弹簧左端固定，用小球（小球与弹簧不连接）将弹簧压缩不同的长度，由静止释放小球，小球离开弹簧后撞击静放在桌面上的木块。分别测量出木块在水平面上滑行的距离，分析实验数据得出结论。 (1)实验中，弹簧弹性势能大小是通过__________来反映的，实验中探究了弹簧弹性势能大小跟__________的关系。实验中，小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示。小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想： 猜想1：与小球离开桌面时的速度有关； 猜想2：与小球离地的高度有关； 猜想3：与小球的质量有关。 (2)为了验证猜想1是否正确，小明进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩__________的长度，小球离开弹簧后，若小球水平飞行的距离__________，则说明猜想1正确；（两格均选填“相同”或“不同”） (3)为了探究猜想2，小明取质量为5g的小球，改变桌子的高度，将弹簧压缩到相同的长度释放小球，测得数据并记录如下表： 离地高度H/cm 5 20 45 80 125 水平飞行距离s/cm 5 10 15 20 25 ①根据表格数据，在图丙中作出图像__________，由此得到s与H的定量关系式是：__________； ②当该小球以实验中相同速度离开桌面时，小球离地面的高度H为__________cm时，小球水平飞行的距离s为40cm； (4)为探究猜想3，保持离地高度不变，小明用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系，已知释放后弹性势能全部转化为小球的动能。你认为小明的方案存在的问题是：__________。 14．小明发现不同的弹簧玩具枪，射出子弹的速度不同，他想将弹簧压缩后的弹性势能转化为动能，改变物体的速度，于是设计了如图所示的实验。 (1)他用一个小球压缩弹簧，记录弹簧的形变量，然后放手，观察并记录小球离开弹簧后在水平地面上滚动的距离，不更换小球，多次改变，并记录对应的。这里他采用的研究方法是______。 (2)请你帮他设计一个记录实验数据的表格。 (3)接下来，他换用不同质量的小球，保持弹簧的形变量一定，多次记录s，发现小球的质量越大，小球滚动的距离就越小。根据这个实验现象，你认为______（选填“能”或“不能”）采用该装置来探究物体动能与物体质量的关系。 15．小萌同学利用甲图探究“物体的弹性势能的大小与弹性形变程度的关系”。将弹簧和金属球（球上有一直小孔）套在铁架台的金属杆AB（足够长）上面，每次将小球压缩弹簧后松手。 （1）实验时每次将弹簧压缩 _______（填“相同”或“不同”）的长度，分析比较 _________（“小球第一次弹起的高度”、“小球最终静止时的高度”或“任意某一次的弹起高度”），从而比较弹簧的弹性势能大小； （2）当压缩的弹簧x=5.00cm时，小球离开弹簧后继续向上运动，达到最高点H时，弹性势能全部转化为 ________能。小萌记录小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。在整个过程中，小球在“t1”、“t2”、“t3”时刻的动能最大的是 _______时刻； （3）请推理，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 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《期末实验专题复习--探究影响物体弹性势能的因素-2025-2026学年人教版物理八年级下册》参考答案 1．(1) 木板粗糙的表面 弹簧压缩长度越长，弹性势能越大 见解析 (2)没有控制弹簧压缩的长度相同 (3)弹簧的材料 【详解】（1）[1]弹性势能大小最终转化为木块在粗糙表面上移动的距离，弹性势能越大，木块运动越远，所以弹簧弹性势能大小是通过木块在木板粗糙的表面上移动的距离来间接反映的。 [2]木块在木板粗糙表面上滑动的距离（对应弹簧压缩长度逐渐变长），可得结论：在弹簧的粗细和原长一定时，弹簧压缩长度越长，弹性势能越大。 [3]木板左侧光滑，是为了使木块在左侧运动时不受摩擦力，这样弹簧的弹性势能能更充分地转化为木块的动能，后续木块在粗糙表面滑动时，通过滑动距离能更准确反映弹簧弹性势能大小。 （2）探究 “弹簧弹性势能的大小与弹簧原长是否有关” 时，需控制弹簧压缩的长度相同（保证弹性形变程度相同），只改变弹簧原长。但实验中 “用木块将弹簧右端都压缩到同一位置释放”，实际是改变了不同原长弹簧的压缩长度（原长不同的弹簧，压缩到同一位置，压缩量不同），没有控制弹簧压缩的长度相同，无法单纯探究弹性势能与弹簧原长的关系。 （3）弹簧的弹性势能还可能与弹簧的材料有关，不同材料的弹簧，弹性性能不同，弹性势能也会有差异。 2． 木块在木板粗糙的表面上移动的距离 见解析 消除摩擦生热带来的能量损耗，减少实验误差 没有控制弹簧压缩的长度相同 【详解】（1）[1]①弹性势能大小最终转化为木块在粗糙表面上移动距离，弹性势能越大，木块运动越远，所以弹簧弹性势能大小是通过木块在木板粗糙的表面上移动的距离来间接反映的。 [2]②弹簧压缩量越多，木块运动越远，说明了：当弹簧不变时，弹簧弹性势能的大小与弹簧压缩的长度有关。 [3]③若左侧木板不光滑，那么弹簧压缩量越多的实验中，木块到达右侧粗糙平面时所经历左侧的路程就越远，消耗的能量就越多，增加了变量，不符合控制变量法。 （2）[4]长度不同的弹簧，压缩到同一位置时，压缩的长度不同，不符合控制变量法。 3．(1) ① 轻木块被小钢球撞击后移动的距离 (2) A 无关 大 【详解】（1）[1][2]把材料不同的弹簧A和B，分别压缩相同的程度释放弹出小钢球，比较轻木块被小钢球撞击后移动的距离，这就是为了验证猜想①，并通过小钢球对轻木块撞击后木块移动的距离反映弹簧的弹性势能大小；实验中把弹性势能的大小转换为观察木块被推动的距离，这种研究方法叫转换法。 （2）[1]设计实验探究猜想②，应选取同一根弹簧分别压缩不同的程度释放弹出小球，比较木块被小球撞击后移动的距离，故选A。 [2][3]弹簧弹性形变的程度越大，具有的弹性势能越大，撞击木块移动的距离越大，由转换法知，若，说明弹簧的弹性势能的大小与弹性形变的程度无关；若，说明弹簧弹性形变的程度越大，弹性势能的越小；若，说明弹簧弹性形变的程度越大，弹性势能的越大。 4．(1)动 (2) 木块移动的距离 转换 (3)弹簧形变量 (4)2、4、5 (5)不能 (6)不能 【详解】（1）弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能减小，小球的动能增加，所以弹簧的弹性势能转化为小球的动能。 （2）[1][2]实验中采用了转换法，通过比较木块移动的距离来判断弹簧弹性势能的大小。 （3）由表中1、2、3三组数据可知，弹簧的材料相同时，弹簧形变量越大，木块移动的距离越远，弹簧弹性势能越大。 （4）为了验证猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关，应保证弹簧的长度、粗细、弹簧被压缩的程度相同，而弹簧的材料不同，故应选择表中2、4、5三组数据进行分析。 （5）若水平面绝对光滑，没有阻力作用，木块被撞后将做匀速直线运动，不能通过被撞击的距离来比较动能大小，则小李不能完成本实验。 （6）小球动能与质量和速度都有关，用质量不同的两个小球将同一弹簧压缩到相同程度，放手后用小球撞击木块，不能保证两个小球的速度相同，所以此方法不能来验证小球动能与其质量的关系。 5．(1) 弹性势 动 内 (2)小球质量和离地高度 (3) 没有控制小球飞出桌面时的速度一定 让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滚下，再观察小球水平飞行的距离 【详解】（1）[1][2][3]释放弹簧，木块被弹出，弹簧的形变变小，弹性势能减小，木块的速度变大，动能变大，弹簧的弹性势能转化为木块的动能；木块最终停止运动是由于木块受到摩擦力的作用，克服摩擦做功，此时木块的机械能转化为内能。 （2）由控制变量法知道，要验证猜想1是否正确，即小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，需要控制小球质量和离地高度不变，改变小球的速度。 （3）[1]要探究猜想2，即小球在水平方向飞行的距离与小球的质量有关，需要控制小球的速度和离地高度不变，改变小球的质量，实验中用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，弹簧的弹性势能一定，静止释放后小球的动能相同，但由于质量不同，速度也不相同，所以存在的问题是没有控制小球飞出桌面时的速度一定，则不能比较小球水平飞行的距离与质量的关系。 [2]为了保证不同质量小球的初速度相同，可以把弹簧换成斜面，让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滚下，再观察小球水平飞行的距离。 6．(1) 不同 木块移动的距离 (2) 材料 相同 木块移动的距离不等 (3)不能 【详解】（1）[1][2]为验证猜想一，即弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；应改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一个弹簧压缩不同的长度；弹性势能的大小无法直接测量，所以运用转换法，通过观察木块移动距离的远近来比较弹性势能的大小。 （2）[1][2][3]探究弹性势能的大小与弹簧的材料有关，根据控制变量法，需选用长度和粗细相同，材料不同的弹簧，将两根弹簧压缩相同的长度，观察前后两次木块移动的距离；若前后两次木块移动的距离不同，则说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 （3）若水平面绝对光滑，木块就会在水平面上做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，则不能比较弹性势能的大小，所以不能达到探究目的。 7．(1) 不同 小球推动纸盒移动的距离 (2)AB之间 (3)不能 【详解】（1）[1]要探究弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系，需要控制弹簧每次形变的程度不同，即控制弹簧压缩的长度不同。 [2]通过转换法，实验将弹簧弹性势能的大小转换成实验中小球推动纸盒移动距离的大小来表现。 （2）小球在AB之间运动时，受弹簧弹力和摩擦力，弹力初始大于摩擦力，小球加速，当弹力等于摩擦力时动能最大（动能最大点应是速度最大的时候）。之后弹力小于摩擦力，开始减速，直到B点时弹力为0，故动能最大位置在AB之间。 （3）质量不同的小球在运动过程中的所受的摩擦力不同，故小球运动的速度不同，此时影响动能的两个因素都在变化，不符合控制变量法的要求，因此只增加一个质量不同的小球无法探究动能与质量的关系。 8． ② 木块被推动的距离 控制变量法 转换法 不能 【详解】（1）[1]把材料相同的弹簧A和B，分别压缩不同的程度释放弹出小钢珠，比较轻木块被小钢珠撞击后移动的距离，这就是为了验证猜想②。 （2）[2][3][4]通过小钢珠对轻木块撞击后木块移动的距离反映弹簧的弹性势能大小；实验中把弹性势能的大小转变为观察木块被移动的距离，这种研究方法叫转换法；同时用到了控制变量法。 （3）[5]假若水平面绝对光滑，木块将做匀速直线运动，无法比较木块移动的距离，本实验将不能达到目的。 9．(1)机械 (2) A 短 (3)选择同一根弹簧，用相同的橡皮擦，将弹簧分别压缩不同的长度（如0.5cm、0.7cm）后静止释放，记录橡皮擦被弹开的距离；比较距离大小，分析弹性势能与形变程度的关系。 (4) 否 弹簧笔弹起的高度不仅与弹簧的弹性势能有关，还与弹簧笔自身的质量有关。质量较大的弹簧笔，即使弹簧弹性势能大，也可能因为自身重力大，上升的高度不一定最高。 【详解】（1）弹簧笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能转化为弹簧笔的机械能。 （2）[1]原长更长的弹簧，压缩相同长度后，压缩后的长度会更长。如图，弹簧A的原长更长。 [2]控制每次弹簧的压缩程度等条件相同，通过比较每次在粗糙桌面上移动的距离长度来比较弹性势能的大小，弹簧B移动橡皮擦更远，故弹簧 B的弹性势能更大，即形变程度相同的弹簧，原长越短压缩后具有的弹性势能更大。 （3）见答案 （4）[1][2]见答案 10．(1) 相同 木块移动的距离 动 正确 不能 (2) 弹性势能与弹簧弹性形变程度有关 寻找普遍规律，避免实验的偶然性 【详解】（1）[1]为了验证“猜想1”是否正确，实验时应改变弹簧的材料，控制弹簧的弹性形变的程度相同，所以应将弹簧A和B压缩相同的长度。 [2]小球被弹开推动同一位置的木块，弹簧的弹性势能越大，木块移动的距离越大，所以通过比较木块移动的距离来比较弹簧A和B的弹性势能大小。 [3]小球被弹簧弹开过程中，弹簧的形变程度变小，弹性势能变小，小球的速度增加，小球的动能增加，将弹性势能转化为动能。 [4]由图乙可知，两个木块移动的距离不同，说明两弹簧的弹性势能不同，所以根据图乙中的实验现象，可以说明猜想1是正确的。 [5]假若水平面光滑，木块被撞击后，将做匀速直线运动，将一直运动下去，无法比较木块移动的距离，本实验将不能达到探究目的。 （2）[1]实验中用同一个弹簧进行实验，弹簧材料相同，弹簧的形变程度不同，两次木块移动的距离不同，则两次弹簧的弹性势能不同，则实验结果发现s1<s2，说明弹性势能与弹簧弹性形变程度有关。 [2]若只用弹簧A进行实验，实验次数太少，实验结论存在偶然性，所以换用弹簧B再次实验的目的是寻找普遍规律，避免实验的偶然性。 11．(1) 不同 移动距离 (2)AB之间 (3) 错误 木块克服摩擦做功，机械能转化为其他形式的能 【详解】（1）[1]探究弹性势能与弹性形变大小的关系，需要控制其他变量不变，改变弹簧的弹性形变大小，所以每次应将弹簧压缩不同的长度。 [2]弹性势能的大小无法直接测量，通过比较纸盒滑行的距离来间接判断，滑行距离越远，说明弹簧的弹性势能越大。 （2）小球在AB之间运动时，水平方向受弹簧弹力和摩擦力作用，开始时弹力大于摩擦力，小球加速；随着弹簧伸长，弹力减小，当弹力与摩擦力相等时，小球速度达到最大，此时动能最大，故动能最大位置在AB之间。 （3）[1][2]小明的观点是错误的，因为小球推动木块停下，是因为木块克服摩擦做功，机械能转化为内能，而不是机械能消失了，能量不会凭空消失，只是发生了形式的转化。 12．(1) 不同 移动的距离 (2)动 (3) ④ 【详解】（1）[1][2]探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关时，应选择相同的弹簧，改变压缩的程度，比较小球被弹出，推动木块移动的距离来比较弹性势能的大小。 （2）弹簧将小球弹开的过程中，弹性形变程度变小，弹性势能变小，小球由静止变为运动，获得动能，是弹簧的弹性势能转化成小球的动能。 （3）[1][2]为了探究弹性势能的大小是弹簧的材料有关，必须控制压缩程度相同，改变材料，比较木块移动的距离，故选②和④两次实验数据对比，若，则说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 13．(1) 木块移动的距离 弹性形变大小 (2) 不同 不同 (3) 320 (4)没有控制小球飞出桌面时的速度一定 【详解】（1）[1][2]由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量，本实验是通过比较木块移动的距离来判断弹簧的弹性势能大小，由实验步骤可知，本实验探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变大小的关系。 （2）[1][2]要验证猜想1是否正确，即小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，需要控制小球质量和离地高度不变，改变小球的速度，实验中弹簧被压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，获得的速度不同，发现小球水平飞行的距离不相同，说明小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，所以猜想1是正确的。 （3）[1][2]利用描点法画出图像，如下图，根据表格数据知离地高度H由5cm→20cm,变成原来的4倍,水平飞行距离s由5cm→10cm,变成原来的2倍，依此类推离地高度H由5cm→45cm，变成原来的9倍，水平飞行距离s由5cm→15cm,变成原来的3倍，离地高度H由5cm→80cm，变成原来的16倍，水平飞行距离s由5cm→20cm,变成原来的4倍，由此可以得出离地高度H变成原来的n2倍,水平飞行距离s变成原来的n倍，即，代入第1组数据的 解得k=5，则 [3]由知当小球水平飞行的距离s为40cm时，易知是原来8倍，离地高度H变成原来的82=64倍，即小球离地面高度H为5cm×64=320cm。 （4）要探究猜想3，即小球在水平方向飞行的距离与小球的质量有关，需要控制小球的速度和离地高度不变，改变小球的质量，实验中用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度,弹簧的弹性势能一定，静止释放后小球的动能相同，但由于质量不同，速度也不相同，所以存在的问题是没有控制小球飞出桌面时的速度一定,则不能比较小球水平飞行的距离与质量的关系。 14．(1)控制变量法/转换法 (2) 实验次数 小球的质量m/kg 弹簧的形变量L/cm 小球滚动的距离s/cm 1 2 3 (3)不能 【详解】（1）实验中不更换小球，控制质量不变，只改变弹簧形变量L，探究弹性势能与形变量的关系，采用的是控制变量法；用小球在水平地面上滚动的距离大小反映弹簧弹性势能的大小，采用了转换法的研究方法。 （2）实验中需要控制小球质量不变，因此需要记录每次实验小球的质量，其次主动改变的量是弹簧形变量L（自变量），需要观察并记录的量是小球滚动的距离s（因变量），表格中设置这两列，能直接对应实验中需要测量和记录的物理量，让数据与变量一一对应；实验还需要“多次改变L，并记录对应的s”，设置“实验次数”可以有序记录多次实验的数据，避免数据混乱，同时也能通过多次实验得出普遍规律，排除偶然因素的影响。 实验次数 小球的质量m/kg 弹簧的形变量L/cm 小球滚动的距离s/cm 1 2 3 （3）不能。不能采用该装置来探究物体动能与物体质量的关系，因为根据单一变量原则，想要进行实验，需要保证小球开始位置的速度相同，但实验中只能保证弹簧的弹性势能相同，即小球初始时刻的动能相同，弹簧恢复原长后，无法保证小球初始时刻的速度相同，故不能采用该装置来探究物体动能与物体质量的关系。 15． 不同 小球第一次弹起的高度 重力势 t1 37.50 【详解】（1）[1][2]弹簧压缩程度不同，具有的弹性势能不同，在此过程中通过小球上升高度，反映弹簧弹性势能的大小；小球离开弹簧后可以继续向上运动，但是小球每一次反弹的高度逐渐变小，因此实验时每次将弹簧压缩不同的长度，分析比较小球第一次弹起的高度，从而比较弹性势能的大小。 （2）[3][4]小球离开弹簧后继续向上运动，达到最高点H时，弹性势能全部转化为重力势能；小球离开弹簧后可以继续向上运动，但是小球每一次反弹的高度逐渐变小，因为有空气阻力，在此过程中小球的机械能转化为内能；在整个过程中小球的动能不断减小，所以动能最大时是在t1时刻。 （3）[5]由表中数据可知，弹簧的弹性势能E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 1.50cm×25＝37.50cm 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $