21. (8分)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s₁,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
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
(3) 为了探究猜想2,小明取质量为5 g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H-s图像,由此得到s与H的定量关系式:
② 当该小球以实验中相同速度离开桌面,小球离地面的高度H为

(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.你认为该方案存在的问题是
(1) 实验中,弹簧弹性势能大小是通过
木块在水平面上滑行的距离s₁
来反映的,实验中探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧压缩的长度(或形变量)
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
不同
(选填"相同"或"不同",下同)的长度,小球离开弹簧后,若小球水平飞行的距离不同
,则说明猜想1正确.(3) 为了探究猜想2,小明取质量为5 g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H-s图像,由此得到s与H的定量关系式:
s²=5H(或H= s²/5)
.② 当该小球以实验中相同速度离开桌面,小球离地面的高度H为
320
cm时,小球水平飞行的距离s为40 cm.(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.你认为该方案存在的问题是
不同质量的小球离开桌面时的速度不同(或未控制小球离开桌面时的速度相同)
.答案
(1)木块在水平面上滑行的距离s₁;弹簧压缩的长度(或形变量)
(2)不同;不同
(3)①s²=5H(或H= s²/5);②320
(4)不同质量的小球离开桌面时的速度不同(或未控制小球离开桌面时的速度相同)
(2)不同;不同
(3)①s²=5H(或H= s²/5);②320
(4)不同质量的小球离开桌面时的速度不同(或未控制小球离开桌面时的速度相同)
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