Question

8．利用如圖所示裝置探究“物體的重力勢能大小與哪些因素有關(guān)”．

將小球A、B分別拉到與豎直方向成一定角度θ的位置，然后都由靜止釋放，當小球擺動到豎直位置時，將與靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞，木塊都會在水平面上滑行一定距離后停止．圖中的擺長L都相同，θ₁＜θ₂，已知A球的質(zhì)量小于B球的質(zhì)量．
（1）如圖甲、乙所示，同時釋放A、B，觀察到它們并排擺動且始終相對靜止，同時到達豎直位置．這表明兩小球在擺動過程中的任一時刻的速度大小與小球的質(zhì)量無關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．
（2）如圖甲、乙所示，觀察到B球能將木塊C撞得更遠．由此可得出結(jié)論：高度相同時，質(zhì)量大的，重力勢能大（選填“大”或“小”）．
（3）比較圖乙、圖丙，觀察丙圖中B球能將木塊C撞得更遠．由此可得結(jié)論：質(zhì)量相同時，高度越高，重力勢越大．

Answer 1

分析 （1）比較甲乙兩圖的速度和質(zhì)量的關(guān)系便可得出結(jié)論；
（2）木塊被撞出得遠，說明小球的重力勢能大，根據(jù)重力勢能大小和質(zhì)量大小比較，得出重力勢能和質(zhì)量的關(guān)系；
（3）比較乙丙兩圖速度的大小，根據(jù)小球被撞得距離比較出重力勢能的大小，從而得出結(jié)論．

解答 解：（1）甲乙兩圖中，小球的質(zhì)量不同，由題意知，擺角相同，小球同時到達豎直位置，說明小球的速度大小與小球的質(zhì)量無關(guān)；
（2）由圖甲乙可知兩小球擺動高度相同，因為m_A＜m_B，B球能將木塊c撞得更遠，說明B球的重力勢能更大，因此可得高度相同時，物體質(zhì)量越大，重力勢能越大；
（3）乙丙兩圖，小球的質(zhì)量相同，丙圖中小球擺動高度高即θ₁＜θ₂，所以丙圖小球的重力勢能更大，觀察丙圖中B球能將木塊C撞得更遠，說明在質(zhì)量相等時，高度越高，重力勢能越大．
故答案為：（1）無關(guān)；（2）大；（3）質(zhì)量．

點評 此題是探究“物體的動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗，實驗裝置與以往的課本裝置不同，采用懸掛的小球做實驗，實驗更容易操作，同時考查了學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論的能力．