《2025年自我提升与评价九年级物理上册苏科版》

21. (8分)为了探究弹性势能跟哪些因素有关,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.将弹簧一端A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,分别测量出木块在水平面上滑行的距离s₀.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木块在水平面上滑行的距离s₀来反映的,探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变量(或压缩长度)的关系.放手后,小球在整个过程中的运动情况是先加速后减速.

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) 在实验中,需要测量水平方向飞行的距离s,请你运用学过的物理知识帮助他确定起点O的位置.(写出具体的方法和原理)
方法:将小球放在桌面边缘，标记小球球心在地面的投影点即为O点.
原理:小球离开桌面后做平抛运动，水平方向运动的起点为桌面边缘在地面的投影点.
(3) 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,将弹簧压缩不同的长度,小球离开弹簧后,将获得不同的速度,发现小球水平飞行的距离不相同.这说明猜想1是正确(选填“正确”或“错误”)的.
(4) 为了探究猜想2,小明取了质量为5 g的小球,改变桌子的高度,将弹簧压缩相同的长度释放小球,测量并记录数据如表:
|离地高度h/cm|5|20|45|80|125|
|水平飞行距离s/cm|5|10|15|20|25|

根据表中数据,可得到s与h的定量关系是s²=5h.
(5) 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.你认为小明的方案存在的问题是没有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s₀；弹簧形变量(或压缩长度)；先加速后减速
(2)将小球放在桌面边缘，标记小球球心在地面的投影点即为O点；小球离开桌面后做平抛运动，水平方向运动的起点为桌面边缘在地面的投影点
(3)正确
(4)s²=5h
(5)没有控制小球离开桌面时的速度相同