期末物理实验专题复习--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** 以15道实验题构建弹性势能探究体系，通过控制变量法与转换法系统训练科学探究能力，形成"概念-影响因素-实验验证-结论应用"的完整逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |弹性势能影响因素探究|15道实验题|控制变量法（控制材料/长度等探究单一因素）、转换法（通过木块移动距离/小球高度反映势能大小）|从弹性形变概念出发，推导形变程度、材料、粗细等影响因素，经实验数据（如压缩量与高度平方关系）验证，形成能量转化与守恒的物理观念|

期末实验专题复习--探究影响物体弹性势能的因素 1．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）压缩的弹簧可以将小球向上弹起，说明发生_______的物体具有弹性势能； （2）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）下表中的数据是小萌同学的实验记录。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 2．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。 3．我校航模小组同学用橡皮筋制作的弹射器进行弹射模型飞机比赛，发现弹出的飞机水平飞行的距离不同。关于弹射飞机水平飞行的距离与哪些因素有关，他们提出以下猜想： 猜想1：与橡皮筋的伸长量有关； 猜想2：与橡皮筋的粗细有关； 猜想3：与橡皮筋的长度有关。 (1)根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是正确的，依据是_______________越大，_________也越大。 (2)为了验证其它猜想，小组成员依次将橡皮筋固定在弹射器上，在弹性限度内，橡皮筋的伸长量相同，将同一模型飞机从同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离如表： 序号 橡皮筋的直径/cm 橡皮筋的长度/cm 弹射的水平距离/m 1 0.20 20.00 10.20 2 0.20 30.00 8.40 3 0.40 20.00 14.00 比较序号为1、3的两组数据，可得出的结论是：________________。 (3)在橡皮筋的伸长量相同时，为了使飞机水平飞行的距离更远，宜选择__________（选填“长而粗”、“短而粗”、“长而细”或“短而细”）的橡皮筋来制作弹射器。 (4)细心的同学发现家里的橡皮筋有的弹性大，有的弹性小，查阅资料得知，有的是用天然橡胶制作而成，有的是用合成橡胶制作而成，对此，请你提出一个可探究的物理问题：_________。 4．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：__________________。 5．实验探究：“弹性势能的大小跟哪些因素有关”。小明提出如下猜想： ①弹性势能的大小与弹簧的材料有关；②弹性势能的大小与弹簧被压缩程度有关； 探究猜想一设计如下实验方案：（以下所有弹簧被压缩后均未超过其弹性限度） 将两根外形完全相同，材料不同的弹簧A、B分别按图甲安装；将小球分别置于弹簧A、B的右端，使弹簧被压缩的长度为3cm，如图乙所示，放手后小球被弹出，并与同一位置的同一木块相碰，木块在同一水平面被推动距离分别为、，比较、大小。 (1)实验中通过小球推动木块的距离越远，可以间接反映弹簧具有的弹性势能越大的原因是___________；请再列举一个运用此物理研究方法的实验：___________。 (2)比较小球推动木块的距离，得出结论：弹性限度内，___________；若水平面光滑，___________（选填“能”或“不能”）得出同样的结论； (3)小明用上述实验装置继续探究猜想二，得出下表实验数据。分析数据，你认为小明实验中存在的主要问题是___________；若想验证猜想二是否成立，正确的实验操作是：___________，观察木块被推动的距离。 实验序号 弹簧编号 弹簧被压缩距离/cm 木块被推动距离/cm 1 A 3 24 2 B 6 24 6．某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片（如图所示）。为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想：    A．与卡片的质量有关　　B．与橡皮筋的形变量有关　　C．与橡皮筋的条数有关 为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同的卡片进行实验。 (1)小明将图中的卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的现象是______，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片______，因此它具有______能； (2)在探究跳起高度与橡皮筋形变量是否有关时，小明增大卡片上两开口的距离，压平卡片松手，卡片跳起的高度将______（“增加”、“不变”或“减小”）。卡片跳起时将橡皮筋的______能首先转化为卡片的______能，然后转化为卡片的______能。 7．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 8．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：___________。 9．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。 10．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：__________。 11．小刚通过查材料知道：弹簧在发生弹性形变时，弹簧的弹力F与弹簧的伸长量（或压缩量）x成。正比，其大小表示为：F=kx，其中k为劲度系数，其大小等于弹力与弹簧的伸长量（或压缩量）的比值。他马上对两根长度相同粗细不同的弹簧进行研究，将弹簧的一端固定，另一端悬挂钩码（图甲所示），记录弹簧受到的拉力大小F和弹簧的长度L，根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。 (1)当在A弹簧上悬挂重为5N的物体时，弹簧A的伸长量为__________________cm； (2)小刚同学发现图乙中图线不完全是一条直线，这是因为弹簧伸长量超过了弹簧的___________；由此可知，用弹簧____________（选填“A”或“B”）制成的测力计量程更大。 (3)由实验测得的数据可得，在弹性限度以内，本实验中B弹簧的劲度系数k为_____________N/m。 12．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__________。 13．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：______________________________。 (4)小明添加测速仪，进行了正确的实验，并记录数据如下： 序号 质量m/g 速度 离地高度H/cm 水平飞行距离s/cm 1 5 5 20 10 2 10 5 20 10 3 15 5 20 10 4 20 5 45 15 5 25 5 80 20 6 30 5 125 25 7 50 5 40 ①有同学认为根据表格中的数据，无法得出物体离开桌面后在水平方向上运动的距离与物体离地面高度的关系，你__________（选填“同意/不同意”）这个观点同意吗？请说出理由____________________。 ②根据表格中的数据，在图丙作出图像。( ) ③表格中缺失的数据应该是__________。 14．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。 15．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。 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． 弹性形变 t1 不成 37.50 【详解】（1）[1]根据题意可知，压缩的弹簧可以将小球向上弹起，说明发生弹性形变的物体具有弹性势能。 （2）[2]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；所以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）[3]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。 [4]由数据分析可知，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 2．(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。 3．(1) 弹性形变程度 弹性势能 (2)橡皮筋的长度和伸长量一定时，橡皮筋越粗，弹射的水平距离越远 (3)短而粗 (4)橡皮筋弹射的水平距离与橡皮筋的材质是否有关？ 【详解】【小题1】[1][2]根据所学的弹性势能的知识，橡皮筋的伸长量越大，弹性形变程度越大，具有的弹性势能就越大，在弹射飞机时转化为飞机的动能也就越大，飞机就可能飞得更远。所以判断猜想1是正确的依据是：橡皮筋伸长量越大，弹性势能越大。 【小题2】分析1、3两组数据，橡皮筋的长度都是，伸长量相同，橡皮筋的直径不同，1中直径为，3中直径为，且3中弹射的水平距离大于1中弹射的水平距离。所以可得出的结论是：在橡皮筋的长度和伸长量相同时，橡皮筋越粗，飞机飞行的距离越远。 【小题3】由第（2）问的结论可知，在橡皮筋伸长量相同时，越粗飞行距离越远；再结合 1、2 两组数据，橡皮筋粗细相同，伸长量相同，长度为时（1组）飞行距离大于长度为时（2组）的飞行距离，即越短飞行距离越远。所以在橡皮筋的伸长量相同时，为了使飞机水平飞行的距离更远，宜选择短而粗的橡皮筋来制作弹射器。 【小题4】已知橡皮筋有的用天然橡胶制作，有的用合成橡胶制作，且弹性不同。可以提出的可探究的物理问题是：橡皮筋的弹射的水平距离与橡皮筋的材质是否有关？ 4．(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。 5．(1) 木块被推动越远，能够做功越多 探究动能大小与哪些因素有关 (2) 弹簧被压缩距离一定，弹性势能大小与弹簧材料有关 不能 (3) 没有控制弹簧的材料 弹簧材料一定，弹簧压缩的距离不同 【详解】（1）[1]弹簧将小球弹出时，对小球做功，弹性势能转化为动能。根据，在小球质量等条件相同的情况下，弹簧弹性势能越大，转化给小球的动能越大，小球推动木块做的功就越多，木块被推动的距离就越远。所以实验中通过小球推动木块的距离越远，可以间接反映弹簧具有的弹性势能越大。 [2]例如在探究动能大小与哪些因素有关时，通过木块被推动的距离来反映动能的大小，也是运用了转换法。 （2）[1]因为小球推动木块的距离s1>s2，说明弹簧A推动小球做的功更多，弹簧A具有的弹性势能更大。在弹性限度内，弹簧被压缩长度相同（均为3cm），外形相同，材料不同，所以得出结论：弹性限度内，弹簧被压缩长度相同时，弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 [2]若水平面光滑，木块被撞击后将一直做匀速直线运动，无法通过木块被推动的距离来比较弹簧弹性势能的大小，所以不能得出同样的结论。 （3）[1]探究弹性势能的大小与弹簧被压缩程度的关系时，根据控制变量法可知，应控制弹簧的材料相同，小明没有控制弹簧的材料相同。 [2]若想验证猜想二是否成立，正确的实验操作是：用同一根弹簧，即控制弹簧材料一定，改变弹簧被压缩的距离，观察木块被推动的距离。 6．(1) 小卡片跳离桌面 做功 弹性势 (2) 增加 弹性势 动 重力势 【详解】（1）[1]“橡皮筋伸长”说明橡皮筋发生了弹性形变，发生弹性形变的物体要恢复原状，就会对使它发生形变的物体施加力的作用，所以橡皮筋对硬卡片施力，使它弹起。 [2][3]橡皮筋对卡片施加力，卡片弹起即在力的方向上运动了，所以橡皮筋对卡片做功；做功会引起能量的转化，橡皮筋的弹性势能转化为卡片的动能，因此橡皮筋具有弹性势能。 （2）[1][2][3][4]小明增大卡片上两开口的距离，橡皮筋形变量变大，弹性势能增大，所以压平卡片松手，卡片跳起的高度将增加；卡片跳起时，橡皮筋逐渐恢复原状，将橡皮筋的弹性势能首先转化为卡片的动能，然后转化为卡片的重力势能，使得卡片跳起。 7． 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 8． 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。 9．(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。 10．(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。 11．(1)10 (2) 弹性限度 B (3)100 【详解】（1）由图乙可知，在A弹簧上不挂重物时，弹簧的长度是5cm，当在A弹簧上悬挂重为5N的物体时，弹簧A伸长量∆x=15cm-5cm=10cm （2）[1]在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量与弹簧受到的力成正比，若弹簧受到的力，超过弹簧的弹性限度，则弹簧的伸长量与弹簧受到的力不成正比，所以图乙中的图线不完全是一条直线。 [2]测力计是根据在测量范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的，由图乙知，A的量程为0~10N，B的量程为0~15N，则用弹簧B制成的测力计量程大。 （3）由F-L图像和F=kx分析知，图像的斜率为弹簧的劲度系数，当F=0时，即横坐标的截距为弹簧的原长，所以据图所知，横截距为5cm，即弹簧的原长为5cm； 图像的斜率 12．(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。 13．(1) 弹性势 动 内 (2)小球的质量与桌面的高度 (3) 没有控制小球离开桌面的速度相同 让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球从同一高度的桌面飞出的水平距离 (4) 不同意 见解析 见解析 320 【详解】（1）[1][2][3]依题意得，被压缩的弹簧推动木块，弹簧将弹性势能转化为木块的动能，木块运动过程中，不断克服摩擦力做功，最中停在水平面上，因此木块的动能最终转化为内能。 （2）为了验证猜想1是否正确，小明应保持小球的质量与桌面的高度相同，改变小球物体离开桌面时的速度。 （3）[1]小明接下来想探究猜想2，要控制小球离开桌面时的速度与桌面的高度相同，用不同质量的小球将弹簧压缩相同的长度，弹簧的弹性势能相同，小球获得的动能相同，小球的质量不同，小球离开弹簧后的速度不同，导致小球离开桌面时的速度不同，即存在的问题是没有控制小球离开桌面时的速度不同。 [2]为了确保小球离开桌面的速度相同，可以让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球从同一高度的桌面飞出的水平距离。 （4）[1][2]由1、2、3实验得，控制小球的速度与离地高度相同，只改变质量时，水平飞行距离相同，说明小球离开桌面后在水平防线运动的距离与质量无关；实验3~6，小球的质量与离地高度不同，速度相同，离地高度越高，小球水平飞行距离越大，说明物体离开桌面后在水平方向上运动的距离随物体离地面高度增加而增大。 [3]根据3~6的实验数据在表格中描点，并用曲线将点连接起来，如图所示： [4]由表格中数据得，离地高度H由20cm变为45cm，飞行距离由10cm变为15cm ， 离地高度H由20cm变为80cm，飞行距离由10cm变为20cm ， 离地高度H由20cm变为125cm，飞行距离由10cm变为25cm ， 说明离地高度变为原来的n2倍时，水平飞行距离s变为原来的n倍，在当水平飞行距离s变为40cm时 此时离地高度为 即表格中缺失的数据应该是320。 14．(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。 15．(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。 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 $