Question

3．为了探究重力势能的大小与哪些因素有关，某同学设计了如图所示的实验，让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，以下说法错误的是（　　）

• A． 此实验还可以探究动能与高度的关系
• B． 球从高处滚下来时重力势能转化为动能
• C． 由实验可得出结论：质量相同时，高度越高重力势能越大
• D． 球在水平面上向右运动时，水平面对小球的摩擦力方向向右

Answer 1

分析 （1）物体的动能和两个因素有关，一是物体质量，二是物体运动的速度大小．
（2）根据球的质量、速度、所处高度的变化来分析其动能和重力势能的变化
（3）重力势能的大小与两个因素有关：一个是物体的质量，另一个是物体距零势能面的高度．需要依据控制变量法来分析．
（4）分析小球在水平方向的受力，确定小球受到摩擦力的方向，摩擦力应该阻碍物体相对运动．

解答 解：A、要探究动能与高度的关系，需控制小球的质量相同，改变小球下落的高度，题中提供的器材和过程可探究动能与高度，故A正确；
B、球从高处滑下的过程中，因为他所处的高度降低，所以他的重力势能减小，转化为动能，速度越来越快，故B正确．
C、由实验可得出结论：质量相同时，高度越高重力势能越大，故C正确；
D、小球在水平方向上做减速直线运动，摩擦力阻碍小球向右运动，所以摩擦力的方向向左，故D错误．
故选D．

点评 本题考查探究动能大小的影响因素、机械能的转化、控制变量法和摩擦力方向的判断，是一道综合题，熟练掌握基础知识便可解答．