题目内容

【题目】某同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到:物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球,其中A、C、D三球的质量为m,B球质量为2m,让A、B两球从距沙表面高H静止下落,C球从距沙表面高2H静止下落,D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直地落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2,C、D两球陷入沙深度均为h3,且h1<h2<h3。

(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过 来反映的。

(2)比较A、B两球,发现B球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当下落高度一定时, 。

(3)比较 两球,发现C球陷入沙中深度更大,由此可得出结论:当物体质量相同时,下落的高度越高,物体的重力势能越大。

(4)比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,但陷入沙深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径 (选填:“有关”或“无关”)。

(5)小球在下列过程陷入沙面前,将重力势能转化为 能,陷入沙中后到小球静止过程中,将机械能转化为 能。

【答案】(1)铅球陷入沙子的深度 (2)质量越大,重力势能越大 (3)A 、C (4)无关 (5)动能 内

【解析】

试题分析:(1)重力势能的大小是用铅球陷入沙子的深度来反映的,陷得越深,则铅球的重力势能越大。(2)比较A、B两球,发现B球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当下落高度一定时,质量越大,重力势能越大。(3)研究高度对重力势能的影响应选择质量相同、高度不同的球进行比较,所以比较A、C两球。(4)比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,但陷入沙深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径无关。(5)小球在陷入沙面前,将重力势能转化为动能,陷入沙中后到小球静止过程中,将机械能转化为内能。

练习册系列答案
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【题目】(7分)一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板,以中线MN为界,对比观察左右两部分,发现粗糙程度可能不一样,哪一侧更粗糙?同学们进行了研究。

(1)①小华将滑块放木板上,通过细线和固定的测力计相连,如图甲。水平向右拉动木板,待示数稳定时,记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F左和F右,若F左>F右,则木板的 侧更粗糙,实验时 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动木板。

②小华左右手戴上同样的手套,木板水平对称地放在左右手上,现左手向左、右手向右,使两手距离快速增大,若木板向左运动,则木板 侧更粗糙。

(2)小明用图乙实验装置,进行如下操作:

A.将轻弹簧的一端分别固定在板上MN左右两侧的P、Q点,另一端分别与同一滑块接触。

B.移动滑块使弹簧压缩相同的长度,由静止释放滑块,使滑块越过MN但不滑离木板。

C.分别测出滑块越过MN后滑行的距离x1和x2。

小明想根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度,小华提出疑义。

①为能根据x1和x2的大小关系作出正确判断,请指出小明实验中存在的问题是 。

②简述改进方法: 。

(3)小红使滑块分别从左右两侧滑上木板,测出滑块运动的速度,作出滑块从两端分别运动至MN过程中的速度v和时间t的关系图线如图丙,则图线 (选填“a”或“b”)所对应的接触面更粗糙,判断的依据是 。

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