Question

【题目】沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：

猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；

猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关；

猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关．

他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，

体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个．所用实验装置如图甲、乙所示．

为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度为h1和h2，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的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）．测得C、D小球陷入花泥的深度均为h3，且h1<h2<h3．请你完成下列内容：

（1）本实验中，小球的重力势能大小是通过_____________________来反映的；

（2）分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的_______、_______相同时，_______越大，重力势能越大；

（3）分析图乙所示的实验现象，发现两球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径_______（选填“有关”或“无关”）；

（4）综合分析图甲、乙所示的实验现象，还可得出的结论是：_________________．

Answer 1

【答案】 小球陷入花泥中的深度 高度 运动路径 质量 无关 当物体的运动路径、质量都相同时，所在的高度越高，重力势能越大

【解析】解答：(1)本实验中，小球的重力势能大小是通过小球陷入花泥中的深度来反映；(2)图甲中，比较A. B两球，下落高度和运动路径都相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入花泥深度更大，由此可得出结论：当物体的高度、运动路径相同时，物体的质量越大，重力势能越大；(3)图乙中，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，发现两球陷入花泥深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。(4)甲乙两图中，AC两球的质量和运动路径相同，高度不同，高度越高，陷入花泥深度越深，故结论为：当物体的运动路径、质量都相同时，所在的高度越高，重力势能越大。