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17.用如圖所示的裝置(斜面、木塊、不同質量的小鋼球和粗糙水平面)來探究“影響重力勢能大小的因素“.

(1)實驗中通過觀察木塊移動的距離,來判斷小球重力勢能的大小.
(2)實驗中為了要探究重力勢能與物體的質量的關系要選用圖乙方案,具體的操作方法是讓小球從相同(選填“相同”或“不同”)的高度由靜止滾下.
(3)在上一步中,若水平光滑則不能(選填“能”或“不能”)得出結論.
(4)通過實驗可以得出的結論是小球的重力勢能與物體的質量和高度有關有關.

分析 (1)若一個物體能夠對外做功,我們就說該物體具有能量,在實驗中我們一般將物體具有能量的多少轉化為其能對外做功的多少,故此實驗把物體具有重力勢能的大小轉換為木塊被撞擊后運動的距離,距離越遠表明小球的重力勢能越大.
(2)掌握控制變量法在此實驗中的應用,重力勢能與物體的質量和被舉高度有關,在探究重力勢能與其中一個量的關系時,另一個量保持不變,改變要探究的量.
(3)如果水平面絕對光滑,小球和木塊將保持勻速直線運動,永遠運動下去.
(4)根據木塊移動距離的遠近分析.

解答 解:(1)在該實驗中我們用到了轉換的方法,即將小球重力勢能的大小轉化為其對木塊做功的多少來比較,即小球推動木塊越遠,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)為了探究重力勢能與質量的關系,實驗中采用質量不同的小球,在探究過程中要注意保持物體從同一高度由靜止滾下;所以應選擇乙圖進行實驗;
(3)若水平面絕對光滑,根據牛頓第一定律,小球和木塊將永遠一直運動下去,沒有運動距離的遠近之分,就不能達到比較距離來比較動能的目的了.
(4)通過比較分析可以得出的結論是:重力勢能的大小與物體的質量和高度有關.
故答案為:(1)木塊移動的距離;(2)乙;相同;(3)不能;(4)物體的質量和高度有關.

點評 (1)掌握重力勢能大小的影響因素,利用控制變量法和轉換法探究重力勢能大小的影響因素.
(2)小球從同一斜面上自由下滑,到達斜面底部的速度取決于小球所在的高度,跟小球的質量無關.

練習冊系列答案
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