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某同學在體育活動中,從鉛球下落陷入沙坑的深度情況猜想到:物體的重力勢能可能與物體的質量、下落高度和運動路徑有關。于是設計了如圖所示的實驗:用大小、形狀相同的A、B、C、D四個鉛球,其中A、C、D三球的質量為m,B球質量為2m,讓A、B兩球從距沙表面高H處靜止下落,C球從距沙表面高2H處靜止下落,D球從距沙表面高2H處的光滑彎曲管道上端靜止滑入,最后從管道下端豎直地落下(球在光滑管道中運動的能量損失不計)。實驗測得A、B兩球陷入沙深度分別為h1和h2,C、D兩球陷入沙深度均為h3,且h1<h2<h3.

(1)本實驗中,鉛球的重力勢能大小是通過 來反映的。

(2)比較A、B兩球,發現B球陷入沙深度更大,由此可得出結論:

(3)比較A、C兩球,發現C球陷入沙深度更大,由此可得出結論: 。

(4)比較C、D兩球,發現兩球運動的路徑雖然不同,但陷入沙深度相同,由此可得出結論:物體的重力勢能與物體運動的路徑 (選填:“有關”或“無關”)。

(5)小球在下落過程中陷入沙表面前,將重力勢能轉化為 能,陷入沙中后到小球靜止過程中,將機械能轉化為 能。

練習冊系列答案
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