题目内容
【题目】利用如图所示装置探究“物体的重力势能大小与哪些因素有关”。
将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同,θ1<θ2,已知A球的质量小于B球的质量。
(1)如图甲、乙所示,同时释放A、B,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量 _______(选填“有关”或“无关”)。
(2)如图甲、乙所示,观察到B球能将木块C撞得更远。由此可得出结论:高度相同时,质量大的,重力势能_______(选填“大”或“小”)。
(3)比较图乙、图丙,观察丙图中B球能将木块C撞得更远。由此可得结论:______相同时,高度越高,重力势越大。
【答案】无关 大 质量
【解析】
(1)比较甲乙两图的速度和质量的关系便可得出结论;(2)木块被撞出得远,说明小球的重力势能大,根据重力势能大小和质量大小比较,得出重力势能和质量的关系;(3)比较乙丙两图速度的大小,根据小球被撞得距离比较出重力势能的大小,从而得出结论.
(1)甲乙两图中,小球的质量不同,由题意知,摆角相同,小球同时到达竖直位置,说明小球的速度大小与小球的质量无关;(2)由图甲乙可知两小球摆动高度相同,因为mA<mB,B球能将木块c撞得更远,说明B球的重力势能更大,因此可得高度相同时,体质量越大,重力势能越大;(3)乙丙两图,小球的质量相同,丙图中小球摆动高度高即,所以丙图小球的重力势能更大,观察丙图中B球能将木块C撞得更远,说明在质量相等时,高度越高,重力势能越大。
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