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探究决定重力势能大小的因素  

2013-02-20 07:29:07|  分类: 物理教学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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探究决定重力势能大小的因素



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探究决定重力势能大小的因素



探究决定重力势能大小的因素
山东省高唐县琉寺中学 李洪生

例:张军同学在探究“重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中,找来质量分别为50g、100g、200g的三个小钢球、刻度尺和装满松软细砂子的木箱,按图情景进行实验;先将木箱中的细砂抹平,再让小钢球从距地面H处由静止释放,小钢球砸进细砂并陷入其中,测出小钢球在细砂中下陷的深度d和释放前小球的高度H,下表是他5次实验的数据。

 

探究决定重力势能大小的因素 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

探究决定重力势能大小的因素 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

请回答下列问题:

 

(1)实验中他根据     判断物体重力势能的大小;

 

(2)分析表中序号1、2、3的实验数据,得出的结论是      ,实验中,他使小球的     保持不变;

 

(3)分析表中序号为2、4、5的实验数据,得出的结论是    ,实验中,他使小球    保持不变。

 

分析:

 

(1)细砂陷得越深,说明小球做的功越多,具有的能也越大。

 

(2)从1、2、3看出,小球质量相等,但下落初始高度不相等,下陷深度不相等,所以说同一物体,位置越高,重力势能越大。

 

(3)由2、4、5数据看出,三次初始高度相等,但小球质量不相等,而下陷深度不相等,所以同一高度物体质量越大,重力势能越大。

 

答案:(1)小球在细砂中下陷的深度(d)

 

(2)同一物体,位置越高,重力势能越大;质量

 

(3)同一高度,物体质量越大,重力势能越大;下落高度

 

评注:用控制变量法研究物理问题,是我们常用的一种方法,要学会熟练应用。

 

跟踪巧练

 

1.如图所示,让钢球从斜面上由静止滚下,打到一个小木块上,能将木块撞出一段距离。放在同一水平面上相同位置的木块,被撞得越远,表示钢球的动能越大。现用质量不同的钢球从同一高度滚下,看哪次木块被推得远。回答以下问题:

 

探究决定重力势能大小的因素 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

(1)设计本实验的目的是研究          。

 

(2)让不同的钢球从同一高度滚下是为了        。

 

(3)此实验得出的结论是               。

 

(4)如表中给出了一头牛行走和一名普通中学生百米赛跑时的一些数据。

 

探究决定重力势能大小的因素 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

分析数据,可以看出,对物体动能大小影响较大的因素是       ,你这样判断的依据是         。

 

2.请阅读下面的文章:

 

同学小明在某建筑工地看工人打桩,他们先把重锤高高举起,重锤落下就能把水泥柱打入地里,小明想:重锤被举高具有了重力势能,重力势能的大小与质量和高度有何关系?

 

针对此问题,小明提出四种猜想:

 

(1)重力势能在质量一定时,位置越高,重力势能越大;

 

(2)重力势能在质量一定时,位置越高,重力势能越小;

 

(3)重力势能在位置高度一定时,质量越大,重力势能越大;

 

(4)重力势能在位置高度一定时,质量越小,重力势能越小。

 

①小明要完成探究任务,思维程序应为:

 

提出问题→       →        →        →得出结论。

 

②在实验中应该采用        法。

 

③本次活动的结论为         。

 

④这个结论在日常生活中有何应用?请举一例。          

 

答案:1.(1)动能与质量的关系

 

(2)使钢球到达斜面底端时的速度大小相同

 

(3)速度相同时,质量越大,动能越大

 

(4)速度;人的质量约是牛的1/12,而速度约是牛的12倍,此时动能约是牛的12倍,所以速度对物体动能的影响较大

 

2.① 建立假设,实验验证,归纳分析;② 控制变量;③物体的重力势能的大小与物体的质量和高度有关,物体的质量越大,高度越高,它具有的重力势能就越大;④人们用石夯夯地时,总是将石夯抬得高高的突然放下,利用重力势能将地夯得结实些。

 

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