Question

小南拿如图甲所示的装有弹簧的笔玩弹笔游戏，结果发现不同的笔弹得高低不一样，他认为：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？

猜想①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；

猜想②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。

（1）在上面的实验中，他们运用到了控制变量法和________两种物理思想方法。

（2）为了验证猜想①，在操作时除了控制小球、木块、水平面等相同外，还需要控制________相同。

（3）实验中可以用“木块被小球推动的距离”表示“弹性势能的大小”，请你从功和能的角度分析解释 _____________。

（4）在完成实验后，小南又用不同质量的小球（m₁>m₂）在同一水平面上分别压缩同一根弹簧至相同位置后释放撞击同一木块，得到木块移动的距离分别为S₁和S₂ ，忽略小球自身摩擦对实验的影响。请你比较S₁和S₂的大小关系。________

Answer

转换法 弹簧的压缩量 弹簧弹出小球的过程是把弹簧的弹性势能转化为小球的动能，具有动能的小球推动木块移动对木块做功，小球动能减小 S1=S2

【解析】

[1]实验中，把弹簧的弹性势能转换为小球的动能，小球动能转换为木块移动的距离来表现出来，所以他们运用了控制变量法和转换法两种物理思想方法。

[2]弹簧的压缩量也应控制相同。

[3] 弹簧弹出小球的过程是把弹簧的弹性势能转化为小球的动能，具有动能的小球推动木块移动对木块做功，小球动能减小。

[4]两球把同一根弹簧压缩到相同位置时，弹簧具有相同的弹性势能，弹簧弹出小球时，两小球具有相同的动能，小球对木块做功使木块克服阻力移动一定距离，即小球动能转化为木块的内能也相等。由于木块相同，阻力相同，所以以木块移动的距离也相同。故S1=S2。