在探究重力势能与什么因素有关时,同学们经过讨论,提出如下猜想:重力势能的大小可能跟物体的质量有关;也可能跟物体的高度有关.下面是小明和小聪关于这个问题讨论后的实验设计.
设计一:让质量为m的物体从不同高度落向插入沙坑中的木桩.
设计二:让质量为m和2m的两个大小不同的物体从同一高度落向插入沙坑中的木桩.
实验发现B比A插入得深,D比C插入得深,如图1所示.请解答下列问题:
(1)要探究重力势能与高度的关系应选用
设计一
设计一
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(2)根据设计二及实验结果的图示,可得出的结论是
在高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大
在高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大
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(3)如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务.如图2是某轻轨车站的设计方案示意图,该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小坡度.请你说明这种设计可以节能的理由:
车进站时的部分动能转化为重力势能,减小因刹车消耗的机械能;车出站时储存的重力势能又转化为动能,起到节能的作用
车进站时的部分动能转化为重力势能,减小因刹车消耗的机械能;车出站时储存的重力势能又转化为动能,起到节能的作用
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