[题目]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求质量为2m.让A.B两球从距沙表面高H处静止下落.C球从距沙表面高2H处静止下落.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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】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求质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，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__________来反映的；

（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：_____________；

（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：___________；

（4）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___________（选填：“有关”或“无关”）。

（5）小球在下落过程陷入沙面之前，将重力势能转化为___________ 能。

【答案】球陷入沙面的深度当所处高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大当物体的质量相同时，所处高度越高，物体的重力势能越大无关动

【解析】（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映；
（2）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；
（3）C球陷入沙深度更大，比较知，C球下落的高度最大，要研究重力势能与高度的关系，需要保持球的质量一定，所以选择的是A、C两球；
（4）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，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．
（5）小球在下落过程陷入沙面之前，将重力势能转化为动能．
故答案为：(1). 球陷入沙面的深度 (2). 当所处高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大 (3). 当物体的质量相同时，所处高度越高，物体的重力势能越大 (4). 无关 (5). 动

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