Question

【題目】某物理實驗小組在探究“影響重力勢能大小的因素”時提出了如下猜想：

猜想一：重力勢能的大小可能與物體的質(zhì)量有關(guān)。

猜想二：重力勢能的大小可能與物體所在的高度有關(guān)。

猜想三：重力勢能的大小可能與物體的運動路徑有關(guān)。

為了驗證猜想，他們準備了如下實驗器材：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個和質(zhì)量為2m的小球一個。所用實驗裝置如圖甲、乙所示（圖乙中，小球在光滑管道中運動的能量損失不計）。實驗中均讓小球從圖中高度自由下落，待小球靜止后，分別用刻度尺測出小球陷入花泥的深度。請你根據(jù)圖中實驗情景完成下列內(nèi)容：

(1)本實驗是通過觀察__________來判斷重力勢能大小的；

(2)比較A、B兩球，由此可得出結(jié)論：__________________；

(3)比較_______兩球，可得出結(jié)論：當物體的質(zhì)量相同時，高度越高，物體具有的重力勢能越大；

(4)比較C、D兩球，可得出結(jié)論：物體的重力勢能與物體運動的路徑______（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；

(5)小球下落陷入花泥前，將重力勢能轉(zhuǎn)化為_______能。

Answer 1

【答案】小球陷入花泥的深度 當下落高度一定時，物體的質(zhì)量越大，重力勢能越大 A、C 無關(guān) 動

【解析】

(1)[1]本實驗中，小球的重力勢能大小是通過小球陷入花泥的深度來反映的。

(2)[2]比較A、B兩球，下落高度和運動路徑相同，B球質(zhì)量大于A球質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)B球陷入花泥更深，說明B球的重力勢能較大。由此可得出結(jié)論：當下落高度一定時，物體的質(zhì)量越大，重力勢能越大。

(3)[3]比較A、 C兩球，兩球的質(zhì)量相同，下落路徑也相同，C球的下落高度大于A球的下落高度，發(fā)現(xiàn)C球陷入花泥更深，說明C球的重力勢能較大。由此可得出結(jié)論：當物體的質(zhì)量相同時，下落高度越高，物體的重力勢能越大。

(4)[4]比較C、D兩球，兩球的質(zhì)量相同，下落的高度也相同，兩球的運動路徑不同，但陷入花泥的深度相同。由此可得出結(jié)論：物體的重力勢能與物體運動的路徑無關(guān)。

(5)[5]小球下落陷入花泥前，質(zhì)量不變，高度減小，速度增大，將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。