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  • 1. (2022·广东模拟) 小明在实验室看到一科学玩具——牛顿摆,如图1甲所示,它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成, 每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上,并紧挨着排列在同一水平直线上。拉起最左侧的钢球,释放后,它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球,仅把最右侧的钢球撞出,其他球几乎静止不动。这引发了小明的思考:为什么碰撞后仅有一个球摆动,而其余球仍然保持静止?于是他提出问题:被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关?接着他做出以下猜想:

    ①可能与撞击球撞击时的速度大小有关;

    ②可能与撞击球的数量多少有关;

    将牛顿摆等效为单摆模型,如图1乙所示是一个钢球撞击其它钢球的情形,五个钢球自左向右标为球。

    若不考虑能量损失,请回答下列问题:

    1. (1) 将A球作为撞击球拉至一定的高度(保持细线绷直),由静止开始释放。释放后,A球向右摆动过程中,将能转化为动能。
    2. (2) 探究猜想①时,必须先控制每次撞击球的相等,为了改变撞击球撞击时的速度,你的操作办法是:。释放后,当钢球A以不同速度发生碰撞时,每次均仅有E球被撞出,由此可判断:被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度(选填:“有关”或“无关”)。
    3. (3) 通过上述实验,小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出,于是他向老师请教,老师说:牛顿摆的钢球间发生碰撞时,撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球,所以最终只有一个钢球被撞出。根据老师的讲解,小明继续探究猜想②,将A、B两球作为撞击球紧挨着,拉起一定高度后同时释放,A、B球向右摆动并与C球相撞,则此时可观察到的现象是如图2中的(选填:“甲”、“乙”或“丙”);请阐述你选择的理由:

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