在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,已知重物A、B、C的底面积相同,质量关系为:mA=mB<mC。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示,木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示,重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/15/a0bd5d97-5197-4ccb-8b7f-ac2b40d6cf47.png?resizew=304)
(1)让重物自由下落打击在木桩上,通过观察木桩陷入沙中的深度判断______ (选填“重物”“木桩”)的重力势能大小;
(2)比较______ 两个重物将木桩打入沙中的深度,可判断重力势能的大小和高度的关系,得出的结论是:在______ 一定时,物体的高度越______ ,重力势能越大;
(3)结合(2)中的实验结论,通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度,我们______ (选填“能”或“不能”)得出物体的重力势能与其质量有关的结论;
(4)如图丙,小明又用海绵代替沙子,并用重物A、B、C分别竖直下落到海绵上,静止后会发现A和B陷入海绵的深度______ (相同/不同),B和C陷入海绵的深度______ (相同/不同)。
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(2)比较
(3)结合(2)中的实验结论,通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度,我们
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更新时间:2023-01-14 10:15:15
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【推荐1】某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球 ,它们的质量关系为m1< m2= m3,实验的情况如图所示.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/10/192cf848-76d1-4028-9c9c-cdf4f61ce6f9.png?resizew=168)
(1)通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小,运用的物理方法是______ (选填“转换法或类比法”)。
(2)分析甲、乙两种情况可知,重力势能的大小与物体的______ 有关:分析乙、丙两种情况可知,重力势能的大小与物体的______ 有关。
(3)小铁球m2落入细沙后,它的机械能______ 。( 选填“增大”“减小”“不变”)
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【推荐2】同学们利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。
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(1)如图1所示,把小桌放在透明的沙箱中,让重物从高处落下,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度,探究重力势能的大小与哪些因素有关;
①通过实验,发现同一个重物从不同高度落下,高度越高,能够对外做功越___________ ,说明它的重力势能越 ___________ ;
②若要探究重力势能与质量的关系,应换用不同的重物,让它们从___________ 高度落下,观察桌腿陷入沙子的深度;
(2)把重物按图2所示方式分别放在小桌上,观察小桌陷入沙子的深度,探究压力作用效果与什么因素有关。
①在分析压力作用效果与压力大小的关系时,应选择___________ 两次实验进行比较;
②在分析压力作用效果与受力面积大小的关系时,应选择___________ 两次实验进行比较。
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(1)如图1所示,把小桌放在透明的沙箱中,让重物从高处落下,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度,探究重力势能的大小与哪些因素有关;
①通过实验,发现同一个重物从不同高度落下,高度越高,能够对外做功越
②若要探究重力势能与质量的关系,应换用不同的重物,让它们从
(2)把重物按图2所示方式分别放在小桌上,观察小桌陷入沙子的深度,探究压力作用效果与什么因素有关。
①在分析压力作用效果与压力大小的关系时,应选择
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【推荐3】为了研究动能的大小与物体质量和运动速度的关系,小明设计了如图所示的实验,让小球从光滑斜面自由释放向下运动,与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止。
(1)图甲探究的是动能与_________ 的关系,由图乙我们得到的结论是_________ ;
(2)若在进行图甲实验时,甲中下图木块被撞后滑出木板,为了使木块不滑出木板,在不改变木板长度的情况下,可对甲中下图应采取以下_________ 方法;
A. 换用质量更小的钢球 B. 给水平木板铺上毛巾
C. 适当降低钢球的高度 D. 换用一个较重的木块
(3)小明同学又选择其他实验器材(如图丙)进行如下实验:丙用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,比较小球弹出的距离,可以研究弹簧的弹性势能大小与_________ 的关系;
(4)小明同学还想通过图乙探究物体重力势能与质量的关系,他的设想是_________ (选填“可行”或“不可行”)的。
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C. 适当降低钢球的高度 D. 换用一个较重的木块
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(4)小明同学还想通过图乙探究物体重力势能与质量的关系,他的设想是
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解题方法
【推荐1】小华同学在研究“影响重力势能大小的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:重力势能的大小可能与物体的质量有关;
猜想二:重力势能的大小可能与物体所在的高度有关;
猜想三:重力势能的大小可能与物体的体积有关。
他为了验证猜想,准备了如下实验器材:花泥(易产生塑性形变)若干块,体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m、3m的小球各一个;体积不同的小球3个。将它们分别从不同位置由静止释放,小球陷入花泥里的深度情况如图所示。请你完成下列问题。
(1)本实验中,小球的重力势能大小是通过观察小球陷入花泥中的深度来反映的;此过程中用到了___________ (选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)分析A、B、C球的实验现象,可得出结论:___________ ;
(3)为了验证猜想二,他应分析___________ (填写字母)三球的实验现象;
(4)为了验证猜想三,同学们正确操作,F球、G球和H球的质量应该___________ (选填“相同”或“不同”);实验后根据图乙的现象,由此可知物体重力势能的大小与物体的体积___________ (选填“有关”或“无关”)。
猜想一:重力势能的大小可能与物体的质量有关;
猜想二:重力势能的大小可能与物体所在的高度有关;
猜想三:重力势能的大小可能与物体的体积有关。
他为了验证猜想,准备了如下实验器材:花泥(易产生塑性形变)若干块,体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m、3m的小球各一个;体积不同的小球3个。将它们分别从不同位置由静止释放,小球陷入花泥里的深度情况如图所示。请你完成下列问题。
(1)本实验中,小球的重力势能大小是通过观察小球陷入花泥中的深度来反映的;此过程中用到了
(2)分析A、B、C球的实验现象,可得出结论:
(3)为了验证猜想二,他应分析
(4)为了验证猜想三,同学们正确操作,F球、G球和H球的质量应该
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【推荐2】在研究“物体的动能与哪些因素有关”时,用质量不同的钢球从斜面上相同高度处自由滚下,碰撞静止在同一水平面上的木块,测量所得的数据记录在下表中。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/8/2846929269628928/2849273346727936/STEM/9b1cf1a5-4bdd-414d-a713-a43f4044d889.png?resizew=293)
(1)实验中控制钢球的高度相同,是为了控制钢球到达底端时________ 相同;通过观察________ 比较钢球的动能的大小。
(2)上述3次实验中,第_________ 次实验钢球滑到斜面底端时动能最大;这个现象得出的结论可用于解释汽车______ (选填“超速”或“超载”) 带来的危害。实验中若木块距斜面底端的距离不等对实验结果_______ (选填“有”或“没有”)影响。
(3)利用图示器材___________ (选填“可以”或“不可以”)探究重力势能与高度的关系。
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
钢球质量m / g | 20 | 40 | 60 |
钢球下落高度h / cm | 20 | 20 | 20 |
木块滑行距离 s | 近 | 较远 | 远 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/8/2846929269628928/2849273346727936/STEM/9b1cf1a5-4bdd-414d-a713-a43f4044d889.png?resizew=293)
(1)实验中控制钢球的高度相同,是为了控制钢球到达底端时
(2)上述3次实验中,第
(3)利用图示器材
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名校
解题方法
【推荐3】小明利用实验小桌、沙箱、质量不同的重物A、B和C,探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示,将重物从高处(图中水平虚线处)由静止释放,重物自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。已知各次实验中小桌初始时桌腿陷入沙子中的深度相同,图中所画出的状态是桌腿最终静止在沙子中的位置。观察各次实验中桌腿陷入沙子中的深度情况,便可知物体开始下落时的重力势能大小的关系。已知实验中三个重物的质量关系为
,重物下落的距离远大于重物的厚度和小桌陷入沙子中的深度。请观察甲、乙、丙、丁所示的实验操作与小桌最终陷入沙子中的结果,按要求回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/2/2842621690519552/2842865739210752/STEM/dadc13aa-cc0f-481a-9d72-47c518b7bf5d.png?resizew=315)
(1)比较___________ 两次的实验结果可知,物体的重力势能与物体被举高的高度有关;
(2)比较甲、丙、丁可知,物体的重力势能与物体的质量有关:___________ 相同的物体,质量越大,它的重力势能越大;
(3)设乙实验操作中物体A释放前的重力势能为
,丁实验操作中物体C释放前的重力势能为
,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d901f94e6a8805b640c335de4df7f47.png)
___________
(选填“大于”“小于”或“等于”)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3c1d72d2a2e301b3e27c57d05ca6d12d.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/2/2842621690519552/2842865739210752/STEM/dadc13aa-cc0f-481a-9d72-47c518b7bf5d.png?resizew=315)
(1)比较
(2)比较甲、丙、丁可知,物体的重力势能与物体的质量有关:
(3)设乙实验操作中物体A释放前的重力势能为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d901f94e6a8805b640c335de4df7f47.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4adae31fcd56907ba6b8564797619611.png)
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