Question

5．如图甲所示，是设计的“探究小球的重力势能大小与哪些因素有关”的实验装置，其中AB是四分之一光滑圆弧轨道，BC是粗糙的水平面，木块初始静止在B点，让小球从距水平面高h处由静止释放，小球刚好能沿着过A点的切线方向进入圆弧轨轨道，然后与木块发生碰撞，木块运动一段距离后最终停下来，小球可认为是光滑的，如图乙所示，是实验过程中的三个步骤其中小球质量m₁＜m₂=m₃，小球由静止释放的位置距水平面的高度h₁=h₂＜h₃．
①通过观察木块移动的距离来比较小球的重力势能的大小．（选填“小球下落的高度”或“木块移动的距离”）
②歩骤一、歩骤二是探究小球的重力势能大小与小球质量关系．

Answer 1

分析 （1）实验中利用了转换法来进行探究活动，小球能够做功是观察小球推动小木块运动距离的远近来体现小球具有动能的大小；
（2）探究重力势能与质量的关系，应控制小球的高度相同，改变小球的质量；探究重力势能与高度的关系，应控制小球的质量相同，改变小球的高度．

解答 解：（1）实验中通过观察木块被撞击后移动的距离的大小来间接判断小球动能的大小；
（2）比较歩骤一、歩骤二可以看出小球释放的高度相同，小球的质量不同，木块移动的距离不同，所以这两次试验是探究小球的重力势能大小与小球质量的关系．
故答案为：（1）木块移动的距离；（2）小球质量．

点评 此题是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验，实验装置与以往的课本装置不同，采用悬挂的小球做实验，实验更容易操作，同时考查了学生根据实验现象得出结论的能力．