13. 小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”.他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：


请回答以下问题：
（1）实验中，是通过比较来间接反映橡皮条的弹性势能大小；
（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的有关；
（3）比较第1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的有关；
（4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是.
A. 窄而长的 B. 宽而长的 C. 窄而短的 D. 宽而短的

（1）弹珠被弹射的水平距离 （2）长度 （3）宽度 （4）D

【分析】
本题探究橡皮条弹性势能与长度、宽度的关系，需结合转换法和控制变量法解题：首先，弹性势能大小无法直接观察，用转换法将其转化为弹珠被弹射的水平距离；其次，探究弹性势能与某一因素的关系时，控制其他因素不变，对比实验数据得出结论；最后结合结论判断弹性势能最大的橡皮条。
【解析】
（1）实验中，橡皮条的弹性势能大小无法直接测量，利用转换法，将弹性势能的大小转换为弹珠被弹射的水平距离，弹珠弹射越远，说明橡皮条弹性势能越大，因此填弹珠被弹射的水平距离。
（2）第1次和第2次实验，橡皮条的材料、厚度、宽度相同，仅长度不同，拉伸相同伸长量时弹珠弹射距离不同，说明弹性势能与长度有关，填长度。
（3）第1次和第3次实验，橡皮条的材料、厚度、长度相同，仅宽度不同，拉伸相同伸长量时弹珠弹射距离不同，说明弹性势能与宽度有关，填宽度。
（4）根据（2）（3）结论：拉伸相同伸长量时，橡皮条宽度越大、长度越短，弹性势能越大。因此同种材料同厚度的橡皮条，宽而短的弹性势能最大，选D。
【答案】
（1）弹珠被弹射的水平距离；（2）长度；（3）宽度；（4）D
【知识点】
弹性势能、转换法、控制变量法
【点评】
本题考查物理实验中转换法和控制变量法的应用，属于初中物理基础实验题，要求学生能通过控制变量分析实验数据得出结论，注重实验方法的理解与应用。
【难度系数】
0.6

14. (2024·鹤山)小张在高速路上看到了许多限载限速标志,由此想探究动能与哪些因素有关,做了如图所示的实验.
(1) 该实验研究的是小球(碰撞前/碰撞后)的动能;小球动能的大小是通过来反映的.
(2) 在探究动能与质量的关系过程中,为保证小球到达水平面的速度相同,需控制小球静止下滑时的相同,通过比较两次实验可以得出动能大小与质量的关系.
(3) 比较甲、乙两次实验,得出的结论可以解释汽车在高速路上(超速/超载)的危害.
(4) 实验中若水平面太粗糙,对该实验有何影响?

(1) 碰撞前 木块移动距离的远近 (2) 高度 甲、丙 (3) 超速 (4) 水平面太粗糙,木块移动距离的远近不明显,不能清晰地得出结论.

【分析】
要解决这道题，需结合探究动能影响因素的实验原理，运用控制变量法和转换法分析：首先明确实验研究的是小球碰撞前的动能，通过木块被推动的距离反映动能大小；探究动能与质量的关系时，要控制速度相同，选择质量不同的实验组；甲、乙实验对应速度对动能的影响，可解释超速危害；水平面粗糙会导致木块移动距离不明显，影响实验结论的得出。
【解析】
(1) 实验中，小球碰撞木块前具有动能，碰撞后动能转移，因此研究的是小球碰撞前的动能；根据转换法，小球动能越大，对木块做功越多，木块移动距离越远，所以通过木块移动距离的远近反映小球动能大小。
(2) 探究动能与质量的关系时，需控制小球到达水平面的速度相同，因此要让小球从同一斜面的同一高度静止滑下；要保持速度相同、质量不同，故选择甲、丙两次实验。
(3) 甲、乙两次实验中，小球质量相同，甲的下滑高度更大，到达水平面的速度更大，推动木块移动的距离更远，说明质量相同时，速度越大动能越大，这一结论对应汽车超速的危害（超速是速度过大）。
(4) 若水平面太粗糙，木块受到的摩擦力较大，根据$W=fs$，小球动能一定时，摩擦力大则木块移动的距离很小，导致木块移动距离的远近不明显，无法清晰比较动能大小，不能得出准确结论。
【答案】
(1) 碰撞前 木块移动距离的远近 (2) 高度 甲、丙 (3) 超速 (4) 水平面太粗糙，木块移动距离的远近不明显，不能清晰地得出结论
【知识点】
动能的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题是探究动能影响因素的经典实验题，重点考查控制变量法和转换法的应用，结合生活实际分析，难度适中，能较好地检验学生对实验原理的理解。
【难度系数】
0.6