Question

17．用如圖所示的裝置（斜面、木塊、不同質(zhì)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�。�
（2）實驗中為了要探究重力勢能與物體的質(zhì)量的關(guān)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?jié)L下．
（3）在上一步中，若水平光滑則不能（選填“能”或“不能”）得出結(jié)論．
（4）通過實驗可以得出的結(jié)論是小球的重力勢能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）若一個物體能夠?qū)ν庾龉�，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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yīng)用，重力勢能與物體的質(zhì)量和被舉高度有關(guān)，在探究重力勢能與其中一個量的關(guān)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(jù)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(zhuǎn)換的方法，即將小球重力勢能的大小轉(zhuǎn)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(zhì)量的關(guān)系，實驗中采用質(zhì)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?jié)L下；所以應(yīng)選擇乙圖進行實驗；
（3）若水平面絕對光滑，根據(jù)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(jié)論是：重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)．
故答案為：（1）木塊移動的距離；（2）乙；相同；（3）不能；（4）物體的質(zhì)量和高度有關(guān)．

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(zhuǎn)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(zhì)量無關(guān)．