期末物理复习实验之探究影响物体重力势能的因素2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 聚焦重力势能影响因素，通过15道实验题系统训练控制变量法与转换法，构建“变量控制-现象观察-结论推导”的探究逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |探究重力势能影响因素|15道|控制变量法（控制质量/高度）、转换法（陷入沙深度反映势能大小）|从质量、高度、路径变量展开探究，建立“质量越大/高度越高→重力势能越大”的能量观念，渗透科学探究与科学思维|

期末物理复习实验之探究影响物体重力势能的因素 1.某同学设计了如图所示的实验以探究重力势能与哪些因素有关:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球进行了四组实验(不计空气摩擦,球在管道中的能量损失不计)。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2,C、D两球陷入沙深度为h3,且h1<h2<h3。 (1)本实验铅球的重力势能大小是通过_来反映的; (2)比较C、D两球,发现两球运动路径不同,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”)。 2.探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示,已知木块A、B、C的质量关系为,木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示. (1)实验时,我们研究的是_的重力势能大小,可以通过观察乙图中_来比较; (2)比较木块_和_对木桩撞击的过程,可判断重力势能的大小和重物下落的高度有关; (3)比较木块B和C将木桩打入沙中的深度,小明认为:物体重力势能的大小与质量有关,你认为小明的观点是_(选填“正确”或“错误”)的,理由是_。 3.在海边旅游的小林不小心将手中的饮料瓶落到了松软的沙滩上,在沙滩上留下较深的痕迹。于是他灵机一动,回家利用玉米面团和装有水的饮料瓶,依次做了如图所示的实验,对如下两个问题进行了探究。问题一:压力作用效果跟哪些因素有关?问题二:重力势能大小跟哪些因素有关? (1)做实验①②③是为了探究_(“问题一”或“问题二”); (2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与_是否有关;实验⑤⑥可探究重力势能大小与_是否有关; (3)“高空抛物”危害性大的原因,可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释,请你写出该结论_。 4.如图所示,小明探究“影响重力势能大小的因素”,所用的实验器材有:3个实心铁块A、B和C(质量大小关系为mA<mB<mC),木质小桌,细沙,透明塑料盆。在塑料盆中装入足够多的细沙,将铁块举到图示高度后由静止释放。 (1)实验中,通过观察_来比较各铁块重力势能的大小。 (2)分析_两次实验可知,物体的重力势能与被举高的高度有关。 (3)为探究物体的重力势能与物体质量的关系,小明进行了乙、丙、丁三次实验,发现每次小桌的桌腿都全部陷入细沙中。在不更换器材的条件下,应采取的改进措施是_。 (4)小明进行相应调整后,发现桌腿陷入细沙中的深度h乙<h丙<h丁,可得出的初步结论是:_。 5.小龙在研学时发现,强夯机(如图a所示)在打夯时,夯锤的质量越大,被提升得越高,地面被砸出的坑就越深。由此,小龙猜想,物体的重力势能可能与物体的质量和高度有关。为了验证自己的猜想是否正确,小龙和科技小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验,探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量m甲=m乙<m丙,实验时,让物体从木桩正上方某一高度自由下落,将木桩打入沙中。 (1)物体下落过程中,重力势能转化为_能,可以通过比较_来判断物体重力势能的大小,由图b可判断:物体_(选填“甲”“乙”或“丙”)释放前的重力势能最小; (2)通过图b中A、B两木桩被打入沙中的深度,可以得出初步结论:_; (3)通过图b中_两木桩被打入沙中的深度,可以得出初步结论:物体下落的高度一定时,质量越大,具有的重力势能越大; (4)由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同,能说明物体乙、丙释放前的重力势能相同,你的理由是_。 6.为了“探究金属球的重力势能大小与什么因素有关”,物理课外兴趣小组的同学们利用学校运动场上的沙坑和质量不同但体积相同的金属球来进行实验,如图所示。 (1)实验步骤为: A.将沙坑中的沙面抹水平; B.让同一金属球从 _高度由静止自由下落,观察坑中水平沙面被撞击后凹陷程度; C.让质量不同的金属球从_ 高度由静止自由下落,观察坑中的水平沙面被撞击凹陷的程度; (2)实验中,通过比较_来间接判断金属球的重力势能的大小,金属球撞击沙面直到静止,金属球的机械能转化成为_能。 7.小明同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发,并产生了如下猜想。猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关。猜想二:物体的重力势能与物体的下落高度有关。猜想三:物体的重力势能与物体的运动路径有关。为此小明设计了如图所示的实验。用大小、形状相同的A、B、C、D四个金属小球,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处由静止下落,C球从距沙表面高2H处由静止下落,D球从距沙表面高2H处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时的能量损失不计)实验中测得A,B两球陷入沙中深度分别为和,C、D两球陷入沙中深度均为,且。 (1)本实验是通过观察_来判断重力势能大小的; (2)比较A、B两球,发现B球陷入沙中的深度更大,由此可得出的结论是_; (3)为验证猜想二,应比较_两球,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)由B、C两球不能探究重力势能的大小与质量的关系,理由是_; (5)比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,但陷入沙中深度相同,由此可得出结论,物体的重力势能与物体运动的路径_(填“有关”或“无关”)。 8.在探究“物体的重力势能与什么因素有关”时,小明提出了如下猜想: 猜想一:物体的重力势能可能与物体的密度有关; 猜想二:物体的重力势能可能与物体所在的高度有关; 猜想三:物体的重力势能可能与物体的质量有关。 为此他设计了如图所示的实验装置。把一个小球用细线悬挂,将小球拉到某位置由静止释放,小球下落到最低点时击打放在木板上的木块,让木块在桌面滑行,实验过程中桌面粗糙程度不变,忽略空气阻力的影响。 (1)实验中通过比较_来比较小球释放时的重力势能的大小。 (2)除了图中所示器材,还应该有:_、四个金属球(100g的铁球、100g的铝球、50g的铁球、50g的铜球)。 (3)实验中木块获得的动能_小球释放时具有的重力势能(选填“大于”、“等于”、“小于”),这是因为_。 (4)设计出探究“猜想二”的记录数据表格。( ) 9.小泉在研学时发现,强夯机(如图a所示)在打夯时,将地面砸出的深坑。小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验,探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量m甲= m乙,实验时,让物体从木桩正上方某一高度自由下落,将木桩打入沙中。 (1)甲、乙、丙都由静止释放,目的是控制物体的初始动能为_J;木桩下端做得尖,是为了增大_,方便打入沙中; (2)由图b可判断:物体_(选填“甲”“乙”或“丙”)释放前的重力势能最小,甲和丙质量的关系是m甲_m丙。 (3)通过图b中A、B两木桩被打入沙中的深度,可以得出初步结论:物体质量相同,下落的_越大,具有的重力势能越大;由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同,物体乙、丙_能力相同。 10.同学们在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时,提出了如下猜想: 猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关; 猜想二:物体的重力势能与物体所在高度有关; 为了验证上述猜想,他们利用小桌、沙子、透明的箱子、质量不同的重物进行实验;把小桌放在平整的沙面上,让重物从高处落下,撞击桌面的中心部位,桌腿陷入沙子;如图为实验过程中的有关情景; (1)实验探究的是_(选填“重物”或“小桌”)的重力势能; (2)若要探究重力势能与质量的关系,应让它们从_高度落下;实验中通过比较_来判断物体重力势能的大小,这种实验方法叫做_; (3)通过比较_(选填“甲、乙”、“乙、丙”、“丙、丁”或“甲、丁”)两图,可得出的实验结论是:当物体的_时,所在高度越高,重力势能越大、 (4)如图所示的实验,_(选填“能”或“不能”)顺利验证两个猜想。 11.为了探究物体重力势能的大小与哪些因素有关,小明同学利用带有四只脚的小方桌、沙箱及质量不同的重物()设计并进行了如图所示的实验。 (1)实验中小明是通过观察_来判断重力势能大小的。 (2)要探究物体重力势能的大小与高度的关系,应选择图_进行分析比较。 (3)图(b)和图(c)探究的问题是_与_的关系。 12.在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,重物A、B、C的质量关系为mA=mB<mC,木桩相同。木桩和重物位置如图甲所示。重物静止释放后,木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示,重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。 (1)重物自由下落打击木桩,通过观察木桩陷入沙中的深度判断_(选填“重物”或“木桩”)的重力势能大小; (2)比较_(选填“AB”、“BC”或“AC”)两个重物将木桩打入沙中的深度,可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系,得出的结论是:当重物质量相同时,高度越高,重力势能越_(选填“大”或“小”); (3)结合(2)中的实验结论,通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度,我们_(选填“能”或“不能”)得出物体的重力势能与其质量有关的结论; (4)如图丙所示,是某一重物从某高度处由静止下落的过程中,下落高度与时间的关系图。在下面的四个选项中,描述重力对该重物做功大小与下落时间关系最接近正确的图线是_; A. B. C. D. (5)结合本实验和所学知识,分析图丁所示的水坝,水力发电机安装在_(选填“C”或“D”)位置较为合理;水力发电站、风力发电站等都是有效地利用了绿色能源,最终将其他形式的能量转化成_能。 13.某同学设计了如图所示的实验以探究重力势能与哪些因素有关:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球进行了四组实验(不计空气摩擦,球在管道中的能量损失不计)。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为和,C、D两球陷入沙深为,且。 (1)本实验铅球的重力势能大小是通过_来反映的; (2)比较_两球,可得出结论:当下落高度相同时,物体质量越大,物体的重力势能越大; (3)比较A、C两球,发现C球陷入沙深度更大,由此可得出重力势能的大小与_有关; (4)比较C、D两球,发现两球运动路径不同,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”)。 14.小刚在研学时发现,强夯机(如图甲所示)在打夯时,夯锤的质量越大,被提升得越高,地面被砸出的坑就越深。小刚和科技小组的同学们设计了图乙所示的“模拟打桩”实验,A、B、C三木桩完全相同,且高度在实验前相同,探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量。 (1)实验中可以通过比较_来判断物体重力势能的大小。由图乙可判断:物体_(选填“a”、“b”或“c”)的重力势能最小; (2)通过比较图乙中A、B两木桩被打入沙中的深度,可以得出初步结论:_; (3)通过比较图乙中_两木桩被打入沙中的深度,可以得出初步结论:物体下落的高度一定时,物体的重力势能与物体质量有关。 15.如图所示,在“探究影响重力势能大小的因素”实验中,有三个实心的、体积相同的铁球、铁球和塑料球,球、离沙地高度相同。让三个球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 (1)本实验中的研究对象是_(选填“三个球”或“沙地”)。可根据图中A、B、C三个球_(选填“所处的高度”或“在沙地中下陷的深度”),判断出释放前球_(选填“A”、“B”或“C”)的重力势能最大; (2)比较图中_两球的实验现象,可初步得出:物体重力势能的大小与物体的质量有关; (3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为_; (4)小球在下落过程中,重力会对小球做功,则重力对小球做功大小与时间关系图像应是下图中的_。 试卷第1页,共3页 试卷第1页,共3页 学科网(北京)股份有限公司 《期末物理复习实验之探究影响物体重力势能的因素2025-2026学年人教版物理八年级下册》参考答案 1.(1)球陷入沙中的深度 (2)无关 【详解】(1)根据转换法可知,本实验中,铅球的重力势能大小是通过球陷入沙中的深度来反映,球陷入沙中的深度越大,说明铅球的重力势能越大。 (2)比较C、D两球,发现它们质量相等,高度相等,两球运动路径不同,而陷入沙深度相同,即两球的重力势能相同,可得结论:物体的重力势能与物体运动的路径无关。 2.(1) 木块 木桩陷入沙中的深度 (2) A B (3) 正确 见解析 【详解】(1)[1][2]实验中让木块从高处自由下落打击在木桩上,通过观察木桩陷入沙中的深度判断木块的重力势能大小。 (2)[1][2]由图可知:木块A、B的质量相同,木块B的高度大于A的高度,B撞击木桩的深度大于A撞击木桩的深度,则可得:重力势能的大小和重物下落的高度有关。 (3)[1][2]通过对A、B的比较,可得出结论,当质量一定时,高度越大,重力势能越大。比较木块B和C将木桩打入沙中的深度,C的高度较小,将木桩打入沙中的深度却较大,若将C提高到与B相同高度,则将木桩打入沙中的深度将更大,所以,可以说明物体重力势能的大小与质量有关,小明的观点是正确的。 3. 问题一 质量 高度 物体质量一定时,物体所处高度越高,重力势能越大 【详解】(1)[1]由图可知,实验①与②中,瓶子与玉米面团的受力面积相等,压力不同,压力的作用效果不同,实验②与③中,瓶子对玉面面团的压力相等,受力面积不同,压力的作用效果不同,所以做实验①②③是为了探究问题一:压力作用效果跟哪些因素有关? (2)[2]实验④与⑤中,瓶子与水的总质量不相等,下落高度相同,所以利用实验④⑤可探究重力势能大小与质量是否有关。 [3]实验⑤与⑥中,瓶子与水的总质量相等,下落高度不同,所以利用实验⑤⑥可探究重力势能大小与高度是否有关。 (3)[4]实验⑤与⑥中,瓶子与水的总质量相等,实验⑥中瓶子下落高度大于实验⑤中瓶子下落高度,实验⑥中瓶子下陷深度较大,所以通过分析实验⑤⑥可以得出结论:物体质量一定时,物体所处高度越高,重力势能越大。 4.(1)小桌腿陷入细沙中的深度 (2)甲、乙 (3)降低铁块的释放高度 (4)高度相同时,物体质量越大,重力势能越大 【详解】(1)铁块下落撞击小桌,用小桌腿陷入细沙中的深度来表示重力势能的大小。采用的是转换法。 (2)为探究物体的重力势能与被举高的高度关系,需要控制质量相同,改变高度。甲与乙都是同一个铁块A,甲的高度较低,乙的高度较高。比较甲和乙两图:质量相同,高度越高,小桌腿陷入越深,所以物体重力势能越大。 (3)乙、丙、丁三次实验中,铁块A、B、C,质量依次增大,所处的高度相同,但小桌腿每次都全部陷入沙中,说明沙太软或初始高度太高,无法区分重力势能大小。所以改进方法:降低释放高度(或换更硬的沙面)。 (4)乙、丙、丁三次实验中,铁块A、B、C,质量mA<mB<mC,所处的高度相同,小桌腿陷入细沙中的深度依次增大。故得结论:高度相同时,物体质量越大,重力势能越大。 5.(1) 动 木桩被打入沙中的深度 甲 (2)当物体的质量相同时,物体的高度越高,具有的重力势能越大 (3)A、C (4)乙、丙两物体对木桩做的功相同 【详解】(1)[1]物体下落过程中,质量不变,高度降低,重力势能减小,速度增加,动能增加,因此是将重力势能转化为动能。 [2]根据转换法,本实验是通过木桩进入沙中的深度来反映物体的重力势能大小的。 [3]图b中,甲物体将木桩下压的深度最小,说明甲释放前的重力势能最小。 (2)图b中A木桩被打入的深度小,B木桩被打入的深度大,说明乙物体的重力势能大于甲物体的重力势能,由于甲、乙两物体的质量相同,乙物体的高度高,因此可得结论为:当物体的质量一定时,物体的高度越高,具有的重力势能越大。 (3)探究物体的重力势能与质量的关系,需要控制高度相同,质量不同,因此选择A、C两木桩。 (4)B、C两木桩被打入沙中的深度相同,说明物体乙、丙对木桩做的功相同,因此能够说明物体乙、丙释放前的重力势能相同。 6.(1) 不同 相同 (2) 金属球陷入沙中的深浅 内 【详解】(1)[1][2]根据控制变量法的思想,如果探究重力势能与高度的关系,必须保证物体的质量相等,而实验中使用的是同一物体,从不同高度落下,所以可以实现探究目的;而要探究重力势能的大小与质量的关系,应让小球从相同高度落下,所以让质量不同的金属球从同一高度由静止自由下落。 (2)[1]重力势能的大小无法直接观察到,采用转换法,通过观察金属球陷入沙中的深浅来判断重力势能的大小;金属球撞击沙面直到静止,此时金属球通过克服摩擦做功的方式,将金属球的机械能转化成为内能。 7. 小球陷入沙中的深度 当下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大 A、C 没有控制下落高度相同 无关 【详解】(1)[1]本实验中,根据转换法,小球重力势能的大小是通过小球陷入沙中的深度来反映的。 (2)[2]比较A、B两球,下落高度和运动路径相同,B球质量大于A球质量,发现B球陷入沙中的深度更大,说明当下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大。 (3)[3]为验证猜想二,即研究重力势能与下落高度的关系,需要保持小球的质量和运动路径相同,改变下落的高度,由图知道,应比较A、C两球;由图可知,C球比A球陷入沙中的深度更大,说明当物体质量相同时,下落的高度越高,物体的重力势能越大。 (4)[4]研究物体重力势能与质量的关系时,需要保持物体下落高度和运动路径相同,改变物体的质量;而B、C两球下落的高度不同(即没有控制下落高度相同),所以不能研究物体重力势能与质量的关系。 (5)[5]比较C、D两球,两球的质量相同,下落高度也相同,而两球的运动路径不同,发现两球陷入沙中的深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径无关。 8. 木块在木板上滑行的距离 刻度尺 小于 小球与木块碰撞过程中,有能量损失 实验次数 1 2 3 小球的高度h/m 木块移动的距离s/m 【详解】(1)[1]小球下摆时会撞击木块,使木块在木板上滑行一段距离,小球的动能越大,木块滑行的越远,本实验就是通过比较木块滑行的距离来比较小球动能大小的,而小球的动能在忽略空气阻力的影响的前提下又是由小球的重力势能完全转化而来的,因此,比较木块在木板上滑行的距离就能比较小球的重力势能了。 (2)[2]要得到木块木板上滑行的距离,需要长度的测量工具刻度尺来测量这个距离。 (3)[3][4]小球与木块碰撞过程中,有能量损失,小球由重力势能转化而来的动能并不能完全传递给木块,因此木块获得的动能会比小球的重力势能小一些。 (4)[5]猜想二探究的是重力势能与物体所在的高度的关系,那么应选择同一小球,让其在不同的高度静止释放,测量木块在木板上移动的距离,如果移动的距离不同,则说明重力势能与高度有关,如果移动的距离相同,则说明重力势能与高度无关。那么在实验中,需要记录小球所处的高度,木块移动的距离。 实验次数 1 2 3 小球的高度h/m 木块移动的距离s/m 9.(1) 0 压强 (2) 甲 < (3) 高度 做功 【详解】(1)[1]静止释放,是为了控制各个物体释放时的动能相同,都为0J。 [2]木桩的下端削成尖形,是为了在压力一定时,减小受力面积来增大压强的。 (2)[1]物体下落过程中,物体的重力势能转化为动能,物体的重力势能越大,对木桩做功越多,木桩陷入沙坑越深,所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小;由图知,木桩A下陷深度最浅,物体甲释放前的重力势能最小。 [2]比较A、C两木桩可知,木桩C下陷深度较深,说明重力势能较大,两物体下落高度相同,说明丙物体的质量较大。 (3)[1][2]由木桩A、B可知,物体质量m甲=m乙,物体乙下落高度较高,木桩被打得越深,物体的重力势能越大,由此得出质量相同,落下的位置越高,重力势能越大;比较B、C两木桩可知,下陷深度相同,重力势能相同,物体乙、丙做功相同。 10.(1)重物 (2) 同一 桌腿陷入沙子的深度 转换法 (3) 甲、乙 质量相同 (4)不能 【详解】(1)实验中运用转换法,通过小桌陷入沙子的深度来判断重物的重力势能的大小,所以实验探究的是重物的重力势能。 (2)[1]要探究重力势能与质量的关系,由控制变量法可知,应控制重物的质量不同,下降的高度相同,所以应让它们从同一高度落下。 [2][3]实验中重物的重力势能大小不能直接比较,所以运用转换法,通过小桌陷入沙子的深度来判断重物的重力势能的大小。 (3)[1]要探究重力势能与高度的关系,由控制变量法可知,应控制重物的质量相同,下降的高度不同,由图可知,应比较甲、乙两图。 [2]由于重物的质量相同,下降的高度不同时,重物落下的高度越高,小桌陷入沙子的深度越深,即重物的重力势能越大,所以可得出的实验结论是:当物体的质量相等时,所在高度越高,重力势能越大。 (4)由于要探究重力势能与质量的关系时,应控制重物的质量不同,下降的高度相同,由图可知,不能比较下降的高度相同,重物的质量不同的情况,所以不能验证猜想一,故不能顺利验证两个猜想。 11. 小桌下陷的深度 (a)、(b) 重力势能 质量 【详解】(1)[1]实验中小明是通过观察小桌下陷的深度来判断重力势能大小的,陷入沙子的深度越大,表明重物的重力势能越大,采用了转换法。 (2)[2]要探究物体重力势能的大小与高度的关系,应控制重物的质量不变,改变重物的高度,应选择图(a)、(b)进行分析比较。 (3)[3][4]图(b)和图(c)中,重物的高度相同,质量不同,探究的问题是重力势能与质量的关系。 12.(1)重物 (2) AB 大 (3)能 (4)C (5) D 电 【详解】(1)重物重力势能的大小不能直接观察出来,可以通过重物撞击木桩陷入沙中的深度来比较重物的重力势能的大小,陷入的深度越深,表明重物的重力势能越大。 (2)[1]探究重力势能的大小和重物下落高度的关系时,根据控制变量法可知,应控制物体的质量一定,改变物体下落的高度,所以应该比较A、B两个重物将木桩打入沙中的深度。 [2]由题意和图甲可知,重物A、B质量相等,重物B的高度大于重物A的高度,由图乙可知,重物B将木桩打入沙中的深度大于重物A将木桩打入沙中的深度,则重物B的重力势能大于重物A的重力势能,所以可得出的结论是:物体的质量一定时,高度越高,重力势能越大。 (3)由图乙可知,重物B撞击木桩陷入沙中的深度等于重物C撞击木桩陷入沙中的深度,但研究重力势能与质量关系必须控制高度相同,可以把C提升到与B相同高度,则重物C撞击木桩陷入沙中的深度将更深,则重物B和重物C高度相同时,重物B撞击木桩陷入沙中的深度小于重物C撞击木桩陷入沙中的深度,则重物B的重力势能小于重物C的重力势能,因而可以得出物体的重力势能与其质量有关的结论。 (4)结合图丙下落高度与时间的关系图像,及重力做功公式 可知,物体下落速度越来越大,重力做功增大的速度也越来越快,故ABD不符合题意,故C符合题意。 故选C。 (5)[1] 与上游相同水位高度相比较,在C、D点中,D点的水位深度较深,所以上游的水相对于D点具有的重力势能较大,则发电时可以产生更多的电能,故发电机安装在D位置较为合理。 [2]水力发电站将水能转化为电能,风力发电站将风能转化为电能,所以各种不同的发电站最终将其他形式的能量转化成电能。 13.(1)铅球陷入沙的深度 (2)A、B (3)下落高度 (4)无关 【详解】(1)实验中通过转换法,将重力势能的大小转换为铅球陷入沙的深度来反映(陷入越深,重力势能越大)。 (2)探究“下落高度相同时,质量对重力势能的影响”,需控制下落高度相同、改变质量。A、B两球下落高度均为H,质量分别为m和2m,符合控制变量要求。 (3)A、C两球质量均为m,下落高度分别为H和2H,C球陷入沙的深度更大,说明重力势能的大小与下落高度有关(高度越大,重力势能越大)。 (4)C、D两球质量均为m、下落高度均为2H,仅运动路径不同,但陷入沙的深度相同,说明物体的重力势能与运动路径无关。 14.(1) 木桩打入沙中的深度 a (2)物体的质量相同时,高度越高,重力势能越大 (3)A、C 【详解】(1)[1]根据转换法,实验中通过比较木桩打入沙中的深度来判断物体重力势能的大小,木桩打入沙中的深度越深,表示物体重力势能越大。 [2]由图乙可判断,A木桩打入沙中的深度最浅,说明物体a释放前的重力势能最小。 (2)物体a、b的质量相同,b被提升的高度较大,b将木桩B打入沙中的深度较深,说明b的重力势能较大,由此可以得出初步结论:物体的质量相同时,高度越高,重力势能越大。 (3)a、c被提升的高度相同,c的质量较大,c将木桩打入沙中的深度较深,说明c的重力势能较大,则可以得出初步结论:物体下落的高度一定时,物体的重力势能与物体质量有关。 15.(1) 三个球 在沙地中下陷的深度 A (2)A、C (3)动能 (4)乙 【详解】(1)[1]根据转换法,本实验通过观察小球在沙地中下陷的深度,判断小球具有重力势能的大小的,所以本实验中的研究对象是三个球。 [2]本实验通过观察小球在沙地中下陷的深度,判断小球具有重力势能的大小的。小球释放前的重力势能越大,小球的能量就越多,做功本领越强,则小球陷入沙中越深。 [3]图中铁球A陷入沙中的深度最大,说明铁球A的重力势能最大。 (2)比较A、C两球可知,两球所处的高度相同,A是铁球,C是塑料球,铁球A的质量大,A球陷入沙的深度大,因此得出的结论是:物体所处的高度相同时,质量越大,物体的重力势能越大。物体重力势能的大小与物体的质量有关。 (3)球在空中下落时,高度降低、速度变大,重力势能主要转化为动能。 (4)小球下落过程中做加速运动,速度逐渐增大,根据 可知,小球下落过程中的功率逐渐增大,根据 可知,单位时间内重力对该球做功也越来越多,故图甲、丙、丁不符合题意,图乙符合题意。 故选乙。 答案第1页,共2页 答案第1页,共2页 学科网(北京)股份有限公司 $