Question

【題目】某興趣小組提出利用“研究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示)與所需器材(斜面、木塊、不同質(zhì)量的小鋼球)來探究“影響重力勢能大小的因素”的設(shè)想。請你幫助完成如下實(shí)驗(yàn)方案：

(1)實(shí)驗(yàn)中通過觀察_________________的大小來判斷小球重力勢能的大小。

(2)本實(shí)驗(yàn)中若水平面絕對光滑則不能得出結(jié)論，原因是________________。

(3)實(shí)驗(yàn)中為了要探究重力勢能與物體的質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)選用圖____，具體的操作方法是讓小球從_____(選填“相同”或“不同”)的高度由靜止?jié)L下。

(4)實(shí)驗(yàn)中要探究重力勢能與物體的高度的關(guān)系應(yīng)選用圖_____，具體的操作方法是讓小球從______(選填“相同”或“不同”)的高度由靜止?jié)L下。

(5)通過比較分析可以得出的結(jié)論是__________________________。

Answer 1

【答案】木塊被推出的距離 鋼球與木塊將一直做勻速直線運(yùn)動(dòng) 乙 相同 甲 不同 重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)

【解析】

若一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉Γ�我們就說該物體具有能量，在實(shí)驗(yàn)中我們一般將物體具有能量的多少轉(zhuǎn)化為其能對外做功的多少，故此實(shí)驗(yàn)把物體具有的重力勢能的大小轉(zhuǎn)換為木塊被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離，距離越遠(yuǎn)表明小球的重力勢能越大；如果水平面絕對光滑，小球和木塊將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，不會(huì)有距離遠(yuǎn)近的區(qū)別；重力勢能與物體的質(zhì)量和被舉高度有關(guān)，應(yīng)用控制變量法進(jìn)行分析，在探究重力勢能與其中一個(gè)量的關(guān)系時(shí)，另一個(gè)量要保持不變，最后根據(jù)木塊移動(dòng)距離的遠(yuǎn)近得出結(jié)論。

（1）在該實(shí)驗(yàn)中我們用到了轉(zhuǎn)換的方法，即將小球重力勢能的大小轉(zhuǎn)化為其對木塊做功的多少來比較，即小球推動(dòng)木塊越遠(yuǎn)，其對木塊所做的功就越多，即具有的重力勢能就越大；反之就越少；（2）若水平面絕對光滑，根據(jù)牛頓第一定律，小球和木塊將永遠(yuǎn)一直運(yùn)動(dòng)下去，沒有運(yùn)動(dòng)距離的遠(yuǎn)近之分，就不能達(dá)到比較距離來比較重力勢能的目的了；（3）為了探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中采用質(zhì)量不同的小球，在探究過程中要注意保持物體從同一高度由靜止?jié)L下，所以應(yīng)選擇乙圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；（4）若要探究物體重力勢能大小與物體高度的關(guān)系，則需讓同一小球從不同高度滾下，所以應(yīng)選擇甲圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；（5）通過比較分析可以得出的結(jié)論是：重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)。