Question

17．如图所示是三个相同的木桩被从空中由静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况．若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是h_A＜h_B； 若A、C两铁块下落的高度相等，则两铁块质量的关系是m_A＜m_C （前两空选填“＞”、“=”或“＜”）．下落过程中，物体的重力势能减少，动能增大．

Answer 1

分析 用控制变量法和转换法对物体势能大小进行判断；重力势能的大小与物体的质量，物体被举起的高度有关，当高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；当质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大，结合图象进行分析判断．

解答 解：
铁块的重力势能转化为木桩的动能，铁块的重力势能就越大，说明木桩获得的能量就越多，木桩陷入沙坑越深；
（1）在质量相等时，铁块下落的高度越大，铁块的重力势能越大，木桩陷入沙坑的深度越大，由图示可知，B下面的木桩陷入沙坑的深度大，因此B铁块下落的高度大，A铁块下落的高度小，铁块下落的高度关系是h_A小于h_B；
（2）铁块下落的高度相等时，铁块的质量越大，铁块的重力势能越大，木桩陷入沙坑的深度越大，由图示可知，铁块A下面的木桩陷入沙坑的深度小，铁块C下面的木桩陷入沙坑的深度大，因此铁块C的重力大于铁块A的质量，是m_A 小于m_C ．
（3）铁块下落过程中，重力势能转化为动能，所以物体的重力势能减少，动能增大．
故答案为：＜；＜；增大．

点评 本题考查了探究影响物体重力势能大小的因素，应用了控制变量法和转换法，要掌握控制变量法与转换法的应用．