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18.某同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到:物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关.于是设计了如图所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球,其中A、C、D三球的质量为m,B球质量为2m,让A、B两球从距沙表面高H静止下落,C球从距沙表面高2H静止下落,D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直地落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计).实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2,C、D两球陷入沙深度均为h3,且 h1<h2<h3

(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过铅球陷入沙子的深度来反映的;
(2)比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,但陷入沙深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径无关(选填:“有关”或“无关”).
(3)比较A、C两球,发现C球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当物体质量相同时,下落的高度越高,物体的重力势能越大.
(4)比较A、B两球,发现B球陷入沙深度更大,由此 可得出结论:高度相同时,物体的质量越大,重力势能越大.
(5)小球在下落过程陷入沙面前,将重力势能转化为动能,陷入沙中后到小球静止过程中,将机械能转化为内能.

分析 (1)实验中通过球陷入沙面的深度来反映铅球重力势能的大小,用到转换法;
(2)研究物体重力势能与运动路径的关系时,需要保持物体质量和下落高度相同,改变运动路径;
(3)研究物体重力势能与下落高度的关系时,需要保持物体质量和运动路径相同,改变下落高度;
(4)影响重力势能的因素有物体的质量和下落高度,实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时,需要保持下落高度和运动路径相同,改变物体质量;
(5)动能和势能合称机械能,一定条件下,动能和势能可以相互转化;物体克服摩擦做功,将机械能转化为内能.

解答 解:
(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过铅球陷入沙子的深度来反映的;
(2)比较C、D两球,两球的质量相同,下落高度也相同,两球的运动路径不同,但铅球陷入沙的深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径无关;
(3)比较A、C两球可知,两球质量相同,下落路径也相同,C球的下落高度大于A球的下落高度,发现C球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当物体的质量相同时,下落高度越高,物体的重力势能越大.
(4)比较A、B两球,下落高度和运动路径相同,B球质量大于A球质量,发现B球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大;
(5)球在下落过程中,高度减小,速度增大,所以将重力势能转化为动能;当球陷入沙中,与沙子摩擦,最终静止,将机械能转化为内能.
故答案为:(1)铅球陷入沙子的深度;(2)无关;(3)A、C;(4)高度相同时,物体的质量越大,重力势能越大;(5)动;内.

点评 此题考查学生对于物体重力势能影响因素探究过程及能量转化的理解和掌握,注意分析实验时控制变量法和转换法的应用.

练习册系列答案
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8.(1)在探究决定电阻大小的因素时,研究小组中甲、乙、丙三位同学做出如下猜想:
甲:导体的电阻与导体的长度有关.
乙:导体的电阻与导体的材料有关.
丙:导体的电阻与导体的横截面积有关.
实验室备有几种电阻丝,参数如下表:
编号材料长度/m横截面积/mm2
A镍铬合金丝1.00.2
B镍铬合金丝1.00.1
C镍铬合金丝0.50.1
d锰钢合金丝0.50.1
如图甲所示是为完成探究连接的实验电路.
①实验中应通过比较电流的大小,来比较电阻丝电阻的大小,达到验证猜想的目的.
②若要验证乙同学的猜想,则应该选用c、d(填编号)两根电阻丝进行对比实验.
③选用b、c两根电阻丝进行对比实验,是为了验证甲同学的猜想.
(2)图乙是测量标有2.5V小灯泡额定功率的实验电路.
①请你用笔画线代替导线将电路连接完整,要求滑片P向A端移动时,小灯泡变暗.
②闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则此时通过灯丝的电流为0.32A,小灯泡的额定功率为0.8W.
③某次实验中,闭合开关发现电压表示数为0,灯泡不亮,电流表有示数,但不超量程,则故障的原因可能是电压表短路.

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9.2013年3月,浙江大学实验室诞生了世界上最年轻的材料--碳海绵.碳海绵具备高弹性和疏松多孔的结构,主要成分是石墨烯和纳米管(两者都是单质).检测结果显示碳海绵还具有超强储电能力,对有机溶剂具有超快,超高的吸附力,是已报道的吸油力最高得材料;它能达到最小密度0.16毫克、立方厘米.下例说法不正确的是(  )
A.将来手机电池带电时间能充分满足人们的需求
B.若海上发生漏油事件,可以把碳海绵撒在海面上迅速吸油
C.碳海绵在一定条件下可以还原金属氧化物
D.相同体积碳海绵质量小于密度为0.09千克/立方米氢气的质量

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6.加在某电动机上的电压是U,电动机消耗的电功率为P,电动机线圈的电阻为r,则电动机消耗的机械功率为(  )
A.PB.$\frac{{U}^{2}}{r}$C.$\frac{{P}^{2}r}{{U}^{2}}$D.P-$\frac{{P}^{2}r}{{U}^{2}}$

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(1)试管放在烧杯中的水加热其目的是:使冰受热均匀,延长熔化时间,便于观察实验现象便于记录时间和温度
(2)实验中用到的测量仪器有:温度计,停表.
(3)冰熔化用了10min.
(4)分析图象可知,冰熔化的规律:吸热,温度保持不变.
(5)通过观察两位同学绘制的温度一时间的关系图象,你认为图丙(选填“乙”或“丙”)的CD段数据有问题,你这样判断的依据是水的比热容较大,质量相同的水和冰吸收相同的热量,水升温应较慢.

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(1)通过L2的电流;
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