题目内容

【题目】小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。

猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；

猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关；

猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关。

为此小夏设计了如图10所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。

实验数据如下表：

实验

序号

铅球

代号

铅球质量

/g

下落高度

/m

陷入沙坑

的深度/m

①

A

200

0.5

0.1

②

B

400

0.5

0.25

③

C

200

1

0.2

④

D

200

1

0.2

(1)本实验中，采用的探究问题的方法有________。(写出一种方法即可)

(2)本实验中，铅球的重力势能大小是通过________来反映的。

(3)为验证猜想二，应比较________(填实验序号)。得到的结论是：当物体质量相同_______。

(4)比较③④，得到的结论是__________

【答案】控制变量法（转换法） 陷入沙坑的深度 ①③ 下落高度越高，重力势能越大 重力 势能大小与运动路径无关

【解析】

第一空．通过比较陷入沙坑的深度来反映能量大小应用了转换法；控制铅球质量不变改变高度，控制高度不变改变铅球质量，应用了控制变量法；

第二空．通过比较陷入沙坑的深度从而反映重力势能大小，重力势能越大陷入深度越深；

第三空．为验证重力势能与高度的关系，故应控制物体质量相同,改变高度，则应比较①③实验数据；

第四空．由实验数据可得到，物体质量相同时,高度越高，陷入深度越深，则物体的重力势能越大.由此可得结论:物体质量相同时，下落高度越高，重力势能越大；

第五空．实验③④仅下降路径不同，其他条件均相同，故由实验数据可得重力势能大小与运动路径无关。

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