题目内容

探究表明：重力势能的大小与________和________有关．关系为________．

答案：物体的质量,物体的高度质,量越大、高度越高的物体、重力势能也越大
练习册系列答案
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17、如图所示，某同学将两个相同的斜面并排放在水平桌面上，利用它们探究动能或重力势能与哪些因素有关．
（1）将A、B两球（mA＜mB）分别从两斜面的相同高度处由静止同时释放，观察到它们并排滚动且始终相对静止．这表明在滚动的任一时刻，两球的速度
相同
，且两球的速度跟
质量
无关．
（2）分别在水平桌面上的C、C’处放置相同的木块，再将两球分别从两斜面的相同高度处由静止同时释放，观察到
B
球将木块撞得更远．由此可得出结论：①
运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大（物体的动能与它的质量有关）
；
②
高度相同的物体，质量越大，它的重力势能越大（物体的重力势能与它的质量有关）
．
23、小明学习重力势能知识后，为了探究重力势能的大小与哪些因素有关，他设计了如下探究实验：让三个不同质量金属块多次分别从不同高度处落下，并测出金属块将木桩打入沙中的深度．金属块下落高度和木桩下陷深度数据记录在表中．请你分析表中数据回答：

（1）金属块下落过程中，重力势能转化为
动
能；
（2）同一金属块在不同高度下落后打击木桩在沙中下陷深度不同，表明重力势能跟
高度
有关．
（3）通过对表中数据分析，可得出金属块A、B、C质量大小关系是
mA＞mC＞mB
．
（2010?湛江模拟）如图所示是研究重力势能的大小与哪些因素有关的一种实验．某小组同学每次都让重锤从高处由静止下落，砸到铁钉上．他们观察到不同情况下，铁钉进入泡沫塑料的深度不同，深度越大，表明重锤对铁钉做的功越大，即重锤具有的重力势能越大．他们用m表示重锤的质量，h表示重锤升起的高度，x表示铁钉进入泡沫塑料的深度，并将实验数据详细记录在下面的表格中．为了进一步探究重锤的重力势能跟重锤做功本领的关系，他们还进行了适量的运算，计算的一部分数据也记录在表格的后两列中．
实验序号 重锤质量
m（千克）		 重锤升起
高度h（米）		 铁钉进入泡沫塑料
深度x （米）		 x2（米2）
1 0.1 0.6 0.024 0.0006
2 0.1 0.9 0.030 0.0009
3 0.2 0.3 0.024 0.0006
4 0.2 0.6 0.035 0.0012
5 0.3 0.3 0.030 0.0009
6 0.3 0.4 0.035 0.0012
（1）分析比较实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：在质量相同的情况下，物体举得
越高
越高
，具有的重力势能就越大．
（2）分析比较实验序号
1与4（或3与5）
1与4（或3与5）
的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：在高度相同的情况下，物体的质量越大，具有的重力势能就越大．
（3）分析比较实验序号1和3、2和5、4和6中的数据，可初步得出：①物体的质量与举起的高度的乘积相等时，
物体具有相同的重力势能，对铁钉做的功也相同
物体具有相同的重力势能，对铁钉做的功也相同
；
②物体的
质量与高度
质量与高度
的乘积越大，具有的重力势能越大，做的功也越大．
（4）为进一步探究重锤具有的重力势能跟重锤做功本领的关系，可综合分析、比较表中记录的数据，以及经运算得到的数据，同时结合观察到的现象，归纳并得出结论：物体的质量与其举起的高度的乘积是
铁钉进入泡沫塑料的深度x2
铁钉进入泡沫塑料的深度x2
的整数倍．
在探究重力势能与什么因素有关时，同学们经过讨论，提出如下猜想：重力势能的大小可能跟物体的质量有关；也可能跟物体的高度有关．下面是小明和小聪关于这个问题讨论后的实验设计．

设计一：让质量为m的物体从不同高度落向插入沙坑中的木桩．
设计二：让质量为m和2m的两个大小不同的物体从同一高度落向插入沙坑中的木桩．
实验发现B比A插入得深，D比C插入得深，如图1所示．请解答下列问题：
（1）要探究重力势能与高度的关系应选用
设计一
设计一
．
（2）根据设计二及实验结果的图示，可得出的结论是
在高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大
在高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大
．
（3）如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务．如图2是某轻轨车站的设计方案示意图，该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小坡度．请你说明这种设计可以节能的理由：
车进站时的部分动能转化为重力势能，减小因刹车消耗的机械能；车出站时储存的重力势能又转化为动能，起到节能的作用
车进站时的部分动能转化为重力势能，减小因刹车消耗的机械能；车出站时储存的重力势能又转化为动能，起到节能的作用
．

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