Question

5．小柯在課外活動(dòng)時(shí)，偶然將兩個(gè)彈性球疊放在一起同時(shí)自由下落，發(fā)現(xiàn)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(gè)上面小球反彈的高度與哪些因素有關(guān)，為此，他提出了三個(gè)猜想：①與兩個(gè)彈性球下落的高度有關(guān)；②與下面彈性球的質(zhì)量有關(guān)；③與下面彈性球的材料有關(guān)．
    為了驗(yàn)證猜想：小柯選取了質(zhì)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(gè)球分別作為下面的彈性球，如圖所示，B、C兩球質(zhì)量相同但材料不同，C、D兩球材料相同但質(zhì)量不同，小柯在同一水平地面上做了多次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	下面彈性球	質(zhì)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(shí)驗(yàn)選取的測(cè)量工具有電子秤和刻度尺．
（2）A球下落過(guò)程中，將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為它的動(dòng)能．
（3）比較三次實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、3，可以初步得出的結(jié)論是：在下面彈性球的質(zhì)量、材料等條件一定時(shí)，下落高度越高，上面彈性球反彈的高度越高．
（4）比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)4、7（或5、8或6、9），可以初步得出的結(jié)論是：在下面彈性球的材料、下落高度等條件一定時(shí)，下面彈性球的質(zhì)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(yīng)在B、C、D三個(gè)彈性球中選擇B、C兩球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（6）實(shí)驗(yàn)表明，每次所測(cè)A球反彈的高度總比下落高度要高，是因?yàn)樵趦汕蚺鲎矔r(shí)下面彈性球?qū)ι厦鍭球做功，使A球機(jī)械能總量增大（選填“增大”“減小”或“不變”），這一現(xiàn)象不會(huì)違背（選填“違背”或“不會(huì)違背”）能量守恒定律．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量小球下落的高度和彈起的高度；
（2）影響重力勢(shì)能大小的因素是質(zhì)量和高度；影響動(dòng)能大小的因素是質(zhì)量和速度；
（3）（4）（5）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，根據(jù)相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，利用控制變量法分析；
（6）能量的轉(zhuǎn)化遵守能量守恒定律．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中需要用刻度尺測(cè)量小球下落的高度和彈起的高度；
（2）A球下落過(guò)程中，高度減小，重力勢(shì)能減小，速度變大，動(dòng)能變大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；
（3）由表格中的信息可知，實(shí)驗(yàn)序號(hào)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(shí)驗(yàn)序號(hào)4、7（5、8或6、9）可知，彈性球的材料相同，下落相同高度時(shí)，質(zhì)量越大的，上面彈性球反彈的高度越高，故結(jié)論為：在下面彈性球的材料、下落高度等條件一定時(shí)，下面彈性球的質(zhì)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(guān)時(shí)，應(yīng)控制質(zhì)量相同、下落高度相同，材料不同，故應(yīng)選擇B、C兩球就行實(shí)驗(yàn)；
（6）次所測(cè)A球反彈的高度總比下落高度要高，是因?yàn)樵趦汕蚺鲎矔r(shí)下面彈性球隊(duì)上面A球做功，下面彈性球的機(jī)械能減小，轉(zhuǎn)化為A的機(jī)械能，使得A球機(jī)械能增大，這一現(xiàn)象不會(huì)違背能量守恒定律．
故答案為：（1）刻度尺；（2）動(dòng)；（3）1、2、3；（4）下面彈性球的質(zhì)量越大；（5）B、C；（6）增大；不會(huì)違背．

點(diǎn)評(píng) 解決此類控制變量法的問(wèn)題，要結(jié)合研究對(duì)象逐個(gè)判斷各個(gè)實(shí)驗(yàn)所用的研究方法，注意控制變量法是針對(duì)物理學(xué)中多因素變化的問(wèn)題．