Question

8．利用如圖所示裝置探究“物體的重力勢(shì)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(dāng)小球擺動(dòng)到豎直位置時(shí)，將與靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞，木塊都會(huì)在水平面上滑行一定距離后停止．圖中的擺長(zhǎng)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(shí)釋放A、B，觀察到它們并排擺動(dòng)且始終相對(duì)靜止，同時(shí)到達(dá)豎直位置．這表明兩小球在擺動(dòng)過(guò)程中的任一時(shí)刻的速度大小與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān)（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）．
（2）如圖甲、乙所示，觀察到B球能將木塊C撞得更遠(yuǎn)．由此可得出結(jié)論：高度相同時(shí)，質(zhì)量大的，重力勢(shì)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(yuǎn)．由此可得結(jié)論：質(zhì)量相同時(shí)，高度越高，重力勢(shì)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(yuǎn)，說(shuō)明小球的重力勢(shì)能大，根據(jù)重力勢(shì)能大小和質(zhì)量大小比較，得出重力勢(shì)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(shì)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(shí)到達(dá)豎直位置，說(shuō)明小球的速度大小與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān)；
（2）由圖甲乙可知兩小球擺動(dòng)高度相同，因?yàn)閙_A＜m_B，B球能將木塊c撞得更遠(yuǎn)，說(shuō)明B球的重力勢(shì)能更大，因此可得高度相同時(shí)，物體質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大；
（3）乙丙兩圖，小球的質(zhì)量相同，丙圖中小球擺動(dòng)高度高即θ₁＜θ₂，所以丙圖小球的重力勢(shì)能更大，觀察丙圖中B球能將木塊C撞得更遠(yuǎn)，說(shuō)明在質(zhì)量相等時(shí)，高度越高，重力勢(shì)能越大．
故答案為：（1）無(wú)關(guān)；（2）大；（3）質(zhì)量．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究“物體的動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置與以往的課本裝置不同，采用懸掛的小球做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)更容易操作，同時(shí)考查了學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論的能力．