题目内容
【题目】如图所示，是某同学在“研究重力势能与哪些因素有关”时所做的实验。该同学把相同的三个木桩a、b、c插入沙中同一深度，让同一重物从不同高度打击a、b，再用较大质量的重物从与打击a的重物相同高度打击c，木桩被打入沙中不同深度。
(1)由图 (a)、(b)两图可知，该同学想研究物体重力势能与____的关系，由图中现象及相关条件可知：_____________；
(2)由图 (a)、(c) 两图可知，该同学想研究物体重力势能与___________的关系，由图中现象及相关条件可知：___________。
【答案】高度 物体质量相同，高度越高，重力势能越大 质量 物体高度相同， 质量越大，重力势能越大。
【解析】
重力势能与两个因素有关，一是物体质量，二是物体被举高度．木桩下陷深度越大，物体重力势能越大，要按照控制变量法进行判断。
[1][2]由图片信息可得：a、b相比，物体质量相同，被举高度不同，木桩下陷深度不同；可得出，物体质量相同时，高度越高，重力势能越大；
[3][4]a、c相比，物体被举高度相同，物体质量不同，木桩下陷深度不同；物体高度相同时，质量越大，重力势能越大。
【题目】当小球静止在水平面上，小球所受水平面的支持力和所受的重力是一对平衡力，如图(a)所示。用细绳（沿斜面方向）拉住的小球也能静止在斜面上，这时除受重力G外，小球还受到斜面的支持力N（方向为垂直斜面向上）以及细绳对小球沿斜面向上的拉力T，如图(b)所示。小红和小明决定研究当小球静止在斜面上时，斜面对小球的支持力N以及细绳对小球沿斜面向上的拉力T的大小情况。他们用两个重力不同的光滑小球进行了两组实验，实验中用台式测力计测量支持力N，用弹簧测力计测量拉力T。每一组实验时，他们先将支持面水平放置，然后改变支持面与水平面的夹角
，并保持拉力T的方向始终沿斜面向上，实验装置如图所示，实验数据记录如下表：
甲球 乙球
实验序号 | 夹角θ | 支持力N (牛) | 拉力T (牛) | 实验序号 | 夹角θ | 支持力N (牛) | 拉力T (牛) | |
1 | 0° | 6.0 | 0 | 6 | 0° | 10 | 0 | |
2 | 30° | 5.2 | 3.0 | 7 | 37° | 8.0 | 6.0 | |
3 | 45° | 4.2 | 4.2 | 8 | 45° | 7.1 | 7.1 | |
4 | 53° | 3.6 | 4.8 | 9 | 53° | 6.0 | 8.0 | |
5 | 60° | 3.0 | 5.2 | 10 | 60° | 5.0 | 8.7 |
(1)小球甲所受的重力为_____牛，小球乙所受的重力为________牛；
(2)分析比较实验序号2~5或7~10的斜面与水平面夹角、支持力N以及拉力T，可得出初步结论：重力一定的小球静止在斜面时，随着夹角增大_______。
(3)在表一(或表二)中有两次实验序号中的支持力N和拉力T的数据恰好是互换的。若这一现象并不是偶然的，出现此现象的条件可能是：相应两次实验的支持面与水平面夹角θ___________。
(4)在上述小球静止在斜面上的情况中，小球所受的支持力N和拉力T可以用一个合力F替代，请你利用平衡力的知识（不计摩擦），判断该合力F的方向：________。
