Question

【題目】沈仔細(xì)同學(xué)在研究“影響重力勢(shì)能大小的因素”時(shí)，提出了如下猜想：

猜想一：重力勢(shì)能的大小可能與物體的質(zhì)量有關(guān)；

猜想二：重力勢(shì)能的大小可能與物體所在的高度有關(guān)；

猜想三：重力勢(shì)能的大小可能與物體的運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)．

他為了驗(yàn)證猜想，準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)器材：花泥（易產(chǎn)生塑性形變）若干塊，刻度尺一把，

體積相同、質(zhì)量為m的小球3個(gè)和質(zhì)量為2m的小球一個(gè)．所用實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲、乙所示．

為驗(yàn)證猜想，他首先讓質(zhì)量分別為m、2m的小球A、B從距花泥表面高H處由靜止下落，測(cè)得A、B小球陷入花泥的深度為h1和h2，如圖甲所示；然后讓質(zhì)量為m的小球C從距花泥表面高3H處由靜止下落，質(zhì)量為m的小球D從距花泥表面高3H的光滑彎曲管道上端靜止滑入，最后從管道下端豎直落下（球在光滑管道中運(yùn)動(dòng)的能量損失不計(jì)）．測(cè)得C、D小球陷入花泥的深度均為h3，且h1<h2<h3．請(qǐng)你完成下列內(nèi)容：

（1）本實(shí)驗(yàn)中，小球的重力勢(shì)能大小是通過_____________________來(lái)反映的；

（2）分析圖甲所示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可得出結(jié)論：當(dāng)物體的_______、_______相同時(shí)，_______越大，重力勢(shì)能越大；

（3）分析圖乙所示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)兩球運(yùn)動(dòng)的路徑不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物體的重力勢(shì)能與物體運(yùn)動(dòng)的路徑_______（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）；

（4）綜合分析圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還可得出的結(jié)論是：_________________．

Answer 1

【答案】 小球陷入花泥中的深度 高度 運(yùn)動(dòng)路徑 質(zhì)量 無(wú)關(guān) 當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)路徑、質(zhì)量都相同時(shí)，所在的高度越高，重力勢(shì)能越大

【解析】解答：(1)本實(shí)驗(yàn)中，小球的重力勢(shì)能大小是通過小球陷入花泥中的深度來(lái)反映；(2)圖甲中，比較A. B兩球，下落高度和運(yùn)動(dòng)路徑都相同，B球質(zhì)量大于A球質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)B球陷入花泥深度更大，由此可得出結(jié)論：當(dāng)物體的高度、運(yùn)動(dòng)路徑相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大；(3)圖乙中，比較C. D兩球，兩球的質(zhì)量相同，下落高度也相同，兩球的運(yùn)動(dòng)路徑不同，發(fā)現(xiàn)兩球陷入花泥深度相同，由此可得出結(jié)論：物體的重力勢(shì)能與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。(4)甲乙兩圖中，AC兩球的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)路徑相同，高度不同，高度越高，陷入花泥深度越深，故結(jié)論為：當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)路徑、質(zhì)量都相同時(shí)，所在的高度越高，重力勢(shì)能越大。