小吉同學(xué)在探究“重力勢能的大小與物體的質(zhì)量是否有關(guān)”時，所用的實驗器材有：質(zhì)量不同的金屬球若干、尖桌腿的小桌、細(xì)沙和塑料盆、支架（橫桿D可左右移動，底座ABC可伸縮）。小吉固定實驗裝置如圖所示。
（1）該實驗可以通過判斷
桌子陷入沙子的深度
桌子陷入沙子的深度
來判斷出金屬球重力勢能的大小。依據(jù)是：金屬球?qū)π∽?
做功
做功
越多，金屬球具有的重力勢能就越大。
（2）小吉在D點懸掛不同質(zhì)量的金屬球，讓它們從同一高度靜止下落，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)金屬球達(dá)到一定質(zhì)量時，支架倒了下來。他分析了支架倒下來的原因，并測量了以下的數(shù)據(jù)：支架質(zhì)量2kg；AB間距離10cm；AC間距離25cm；CD間距離10cm；整個支架受到重力的作用線經(jīng)過B點。為了防止支架倒下，請你計算金屬球的質(zhì)量最大不能超過多少
3kg
3kg
。
（3）探究過程中，在不增加器材的條件下，可以采用哪些方法使D點懸掛的金屬球的質(zhì)量盡可能大一些
將底座ABC向右伸長或橫桿D向左移動
將底座ABC向右伸長或橫桿D向左移動
。（寫出一種方法即可）

【答案】桌子陷入沙子的深度；做功；3kg；將底座ABC向右伸長或橫桿D向左移動

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：4引用：1難度：0.5

相似題

1．小明在體育活動中，觀察鉛球下落陷入沙坑的深度情況產(chǎn)生了如下猜想。
猜想一：物體的重力勢能與物體的質(zhì)量有關(guān)
猜想二：物體的重力勢能與物體的下落高度有關(guān)
猜想三：物體的重力勢能與物體的運(yùn)動路徑有關(guān)
為此他設(shè)計了如圖所示的實驗：用大小、形狀相同的A、B、C、D四個鉛球分別從距離沙坑表面某高度處靜止釋放，其中D球從光滑彎曲管道上端靜止滑入，最后從管道下端豎直落下（球在光滑管道中運(yùn)動的能量損失不計）。

實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗序號鉛球代號鉛球質(zhì)量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m

① A 200 0.5 0.1

② B 400 0.5 0.25

③ C 200 1 0.2

④ D 200 1 0.2

（1）為驗證猜想二，應(yīng)比較
（填實驗序號），得到的結(jié)論是：當(dāng)物體質(zhì)量相同時，下落的高度越高，物體的重力勢能越大。
（2）由B、C兩球不能探究重力勢能的大小與質(zhì)量的關(guān)系，理由是
。
（3）比較C、D兩球，發(fā)現(xiàn)兩球運(yùn)動的路徑不同，但陷入沙中深度相同，由此可得出結(jié)論：
。
（4）實際情況下，管道還是粗糙的，摩擦力會導(dǎo)致小球D陷入沙子中的深度變小。在力學(xué)分析時，例如某一個力相對非常小，對物體運(yùn)動狀態(tài)影響不大時，物理學(xué)中經(jīng)常采用忽略次要因素，建立理想模型的方法來研究問題。為了使管道對鉛球的摩擦力成為“次要因素”，除了使用更光滑的管道之外，本實驗可以選用質(zhì)量更
（填“大”或“小”）的小球進(jìn)行實驗。

發(fā)布：2024/8/5 8:0:8組卷：4引用：1難度：0.5

發(fā)布：2024/8/7 8:0:9組卷：16引用：1難度：0.5

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