期末实验专题复习--探究影响重力势能大小的因素-2025-2026学年人教版物理八年级下册
2026-07-05
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 动能和势能 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 650 KB |
| 发布时间 | 2026-07-05 |
| 更新时间 | 2026-07-05 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58659765.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦重力势能影响因素,以多情境实验为载体,系统训练控制变量法与转换法,构建“概念-探究-应用”逻辑链,培养科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础探究|1-3、5-10题|转换法(凹陷深度/印迹大小)、控制变量法(单因素变量控制)|从重力势能概念出发,通过重物撞击实验建立“质量/高度-势能大小”关系|
|对比分析|4、11-15题|实验变量辨析(质量/高度/路径)、结论严谨性论证(如第3题水减少对结论影响)|结合能量转化(重力势能→动能→内能),深化对影响因素的定量理解|
|应用拓展|2、12题|联系生活实际(高空抛物危害)、跨实验对比(与压力作用效果实验比较)|从实验结论迁移到社会问题,体现科学态度与社会责任|
内容正文:
期末实验专题复习--探究影响重力势能大小的因素
1.同学们在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时,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,使桌腿陷入沙子,如图为实验过程中的有关情景。
(1)本实验探究的是_______(选填“重物”或“小桌”)的重力势能;
(2)实验中通过______________来判断物体重力势能的大小,这种研究方法是_______;
(3)通过比较甲、乙两实验,可得出的结论是:当物体的质量相同时,所处高度_______,重力势能越大。若要探究重力势能与质量的关系,应比较_______两实验。
2.小红找来了几个质量不同的木块、装有细沙的容器和三脚小桌如图所示,她利用这些器材探究“重力势能大小与哪些因素有关”的实验。
(1)该实验是通过观察比较______来间接判断物体重力势能大小的,下列实验中与上述研究方法相同的有______填写实验前的序号。
a.研究物体温度时,通过观察温度计液柱高低来判断物体温度的高低;
b.探究平面镜成像的特点时用两只等大的蜡烛;
c.在研究光的传播时引入光线;
d.探究小球的动能与速度的关系时,用质量相同的小球。
(2)实验过程中选用质量不等的木块由______的高度自由落下,是探究重力势能大小与质量的关系,得到的实验结论是:______。
(3)小红发现先前学习的探究压力作用效果的实验也能用上述器材探究,对比“探究影响压力作用效果因素”与“探究影响重力势能大小因素”两个实验,以下关于两个实验的四个判断中错误的是______。
A.都需要观察小桌陷入沙中深度;
B.前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放;
C.都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量;
D.后者实验中小桌不需要倒放。
3.小名和小华在研究“物体的重力势能与高度有什么关系”时,做了如下实验:
第一步,小名让一个沾有水的篮球从1m高处由静止释放,留在水泥地面上的形状如图a。
第二步,再分别从1.4m、1.8m高处由静止分别释放,留在水泥地面上的形状如图b、c。
根据实验过程,回答下列问题:
(1)该实验中,小名是用______来反映重力势能的大小;
(2)对比三次实验可以得到的结论是:______;
(3)从能量角度看,篮球下落并在地面上留下印迹的过程中,经历了篮球的重力势能先转化为______能,再转化为______能的过程。
(4)细心的小华观察到,在做“从1.4m、1.8m高处由静止分别释放”的实验中,原先篮球中沾的水变少了,他觉得根据刚才收集的信息得出结论的有误。你支持小华的说法吗?______(选填“支持”或“不支持”),理由是______。
4.水上乐园一直深受人们的喜爱,特别是“极速坠水”项目更是让人深感刺激。小亮从滑梯上滑下,经水平轨道落入水中,发现滑出水平轨道时的速度越大,落入水中的水平距离越远。于是他提出:在空中水平抛出的物体,落地的水平距离大小与哪些因素有关?据此现象他做了如下猜想:
A:与抛出点的高度有关;
B:与抛出的初速度有关;
为验证猜想,小亮找来了如图所示的装置进行实验(斜槽和水平槽均光滑):
①水平槽上有一气泡水平仪,当液体中空气泡居中时,表示实验装置水平,若空气泡在左端,为保证实验装置水平,应调节升降旋钮使左边的桌面________(选填“升高”或“降低”);
②为探究猜想①,逐步降低高度,每次都让同一小球从斜槽上处自由滚下,目的是保持小球运动到水平槽时的________相同,分别测出不同高度对应的_________进行对比,发现在空中水平抛出的物体,抛出点越高,落地的水平距离越远;
③为探究猜想②,保持水平槽的高度不变,分别让同一小球从斜槽上的、、位置由静止滚下,分别测出小球落地的水平距离、、,发现。可得出结论:在空中水平抛出的物体,________。
5.为了探究物体重力势能的大小与哪些因素有关,小罗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。实验中小罗是通过观察小方桌的桌脚陷入沙子中的深浅来比较重力势能大小的。
(1)要探究物体重力势能的大小与高度的关系,应选择______两图进行分析比较。
(2)乙、丙两图探究的问题是重力势能的大小与______的关系。
(3)年1月1日起我国《民法典》将高空抛物列入违法行为。物体的位置越______,具有的重力势能就越大,从高空掉下来,物体的重力势能转化为物体的______能越大,破坏力越大。
6.在探究“重力势能与哪些因素有关”的实验中,小明准备了三个大小相同的小球(mA,让小球同时由静止释放,小球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。
(1)实验中,小球的重力势能大小是通过___________来反映的。
(2)小球落入沙地中后,速度不断减小直至静止,小球的机械能转化为___________能。
(3)据A、C两球落入沙地的现象,可得出结论:当___________相同时,重力势能与___________有关。
7.如图是探究铅球“重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验。(图中阴影部分为沙子)
(1)本实验是通过观察______来判断重力势能大小的;
(2)由______两球可探究重力势能与物体质量的关系;
(3)由A、C两球的实验情景可得结论:____________;
(4)比较C、D两球,C铅球由静止自由下落,D铅球沿光滑弯曲管道由静止滑下,实验表明,铅球重力势能的大小与通过的路径______(选填“有关”或“无关”)。
8.如图所示是某同学在家利用玉米面团和装有水的饮料瓶完成“探究影响重力势能大小的因素”的实验。
(1)甲、乙两图得到的实验结论是:______;
(2)“高空抛物”危害大的原因,可通过分析______两图来探究。
9.同学们利用沙子、小桌、重物、透明的箱子等进行实验探究。如下图所示,把小桌放在透明的沙箱中,让重物从高处落下撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度,探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。
(1)实验探究的是______(选填“重物”或“小桌”)的重力势能;
(2)通过实验,发现同一个重物从不同高度落下,高度越高,能够对外做的功越______,说明它的重力势能越______;
(3)若要探究物体重力势能与质量的关系,应换用质量不同的重物,让它们从______高度落下,观察桌腿陷入沙子的深度。
10.如图所示的是某同学探究“重力势能的大小与高度的关系”的实验。
(1)其中金属块A、B需要满足的条件是mA______(选填“>”“=”或“<”)mB;
(2)比较金属块A和B将木桩打入沙中的深度可得出结论:当质量一定时,物体的高度越高,______。
11.探究物体的重力势能
小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图实验。
(1)实验中通过观察_________来判断物体重力势能的大小;
(2)要探究重力势能大小与高度的关系应选择图___和图______进行分析比较;
(3)图2和图3探究的问题是________,其相应的实验结论是_________。
12.在探究“物体的重力势能大小与物体质量和所处高度的关系”实验时,所用器材有:若干个质量不同的重物、装有适量沙子的透明沙箱、小桌,实验装置如图所示。把小桌腿朝下放在透明的沙箱中,让重物从高处落下,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度;
(1)实验中探究的是_________(选填“A.重物”、“B.小桌”或“C.沙子”)的重力势能;桌腿陷入沙子的深度越大,研究对象具有的重力势能越_________;
(2)将质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放,且hA<hB<hC,这是要探究物体重力势能大小与物体___________的关系;实验时,观察到桌腿陷入沙子的深度分别为hA′、hB′、hC′,且hA′<hB′<hC′,由此可得出结论_________;
(3)第(2)步操作结束后,各组同学在交流中发现有的小组观察到的hA′、hB′、hC′差别不大,难以得出结论,造成这一现象的原因可能是重物_________(提示:不考虑沙子的各种原因);
(4)同学们在讨论重力势能与生活、生产的联系时,提出下列几种现象或应用,其中与本实验结论有关的是_________。
A.禁止高空抛物 B.大货车限载限速
C.上车请系好安全带 D.机翼上部总是凸起下部平滑
13.小明利用实验小桌、装有细砂的容器、质量不同的物体A、B和C,探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示,将物体从高处(图中水平虚线处)由静止释放,物体自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。观察各次实验中桌腿陷入细砂中的深度情况,便可知物体释放前的重力势能大小的关系。已知实验中三个物体的质量关系为mA<mB<mC 。请回答下列问题:
(1)比较______两次的实验结果可知,物体的重力势能与物体被举高的高度有关;
(2)比较甲、丙、丁三次的实验结果可知,______相同的物体,质量越大,它的重力势能越大;
(3)设乙实验中物体A释放前的重力势能为EA ,丁实验中物体C释放前的重力势能为EC,则EA______EC(选填“>”、“<”或“=”)。
14.小明在探究“物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关”的实验中。
(1)如图甲,小明利用斜面、钢球、木块等器材进行实验,实验中通过观察__________________来反映物体动能的大小;
(2)甲图实验中,钢球从被释放到最终停下来的过程中,机械能转化为____________能;
(3)由甲图可以得出的结论是:在物体质量一定时,____________越大,物体的动能越大;
(4)图乙中,体积相同的三个实心球,其中A、B是钢球,C是塑料球,球A、C离沙地高度相同,现让三球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图乙虚线所示,比较球____________可得出重力势能大小与质量的关系(ρ钢球>ρ塑料)
15.探究重力势能的大小与什么因素有关,晓畅利用带有三个铁钉的小圆桌、沙子、质量不同的重物设计并进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察___________来判断物体重力势能的大小。
(2)要探究重力势能大小与高度的关系,应选择图中___________(填序号)两次实验进行分析比较,由实验现象可得出结论:质量相同的物体,所处位置越高,重力势能就越___________。
(3)对比②、③两次实验现象可得出结论:高度相同时,物体的质量越大,重力势能越___________。
试卷第1页,共3页
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《期末实验专题复习--探究影响重力势能大小的因素-2025-2026学年人教版物理八年级下册》参考答案
1.(1)重物
(2) 比较桌腿陷入沙子的深浅 转换法
(3) 越高 乙、丙
【详解】(1)让重物从高处落下,撞击桌面的中心部位,桌腿陷入沙子,在探究重力势能的大小与哪些因素有关实验中,探究的是重物的重力势能。
(2)[1][2]实验中重物的重力势能大小不能直接比较,而是通过比较桌腿陷入沙子的深浅来比较,桌腿陷入沙子越深说明重物做的功越多,它原来具有的重力势能越大,运用了转换法。
(3)[1]比较甲、乙两实验,物体的质量相同,乙图中物体的高度较大,桌腿陷入沙子较深,说明它的重力势能较大,可以得到结论:物体的质量相同时,所处高度越高,重力势能越大。
[2]要探究重力势能与质量的关系,应控制其他变量保持不变,换用不同的重物,让它们从相同高度落下,观察桌腿陷入沙子的深度,故应比较乙、丙两实验。
2.(1) 小桌在沙子中下陷的深度 a
(2) 相同 见解析
(3)C
【详解】(1)[1][2]由题意知,实验是通过观察比较小桌在沙子中下陷的深度来间接判断物体重力势能大小的。采用的是转换法。
a.研究物体温度时,通过观察温度计液柱高低来判断物体温度的高低,而温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的,采用的是转换法,故a符合题意;
b.探究平面镜成像的特点时用两只等大的蜡烛,采用的是等效替代法,故b不符合题意;
c.在研究光的传播现象时,引入实际不存在的光线描述光的传播特点,采用的是模型法,故c不符合题意;
d.为了探究小球动能与速度的关系,根据控制变量法可知,应控制小球的质量相同,改变小球的速度,即让小球从斜面不同高度滑下,从斜面上释放的位置越高,到达水平面时速度越大,采用的是控制变量法,故d不符合题意。
故选a。
(2)[1][2]实验中采用质量不同的物块,是为了探究重力势能与质量的关系,在探究过程中要注意保持物体从同一高度由静止落下;可得出的结论是:高度一定时,质量越大,重力势能越大。
(3)A.根据转换法可知,这两个实验中都是根据小桌陷入沙中的深度来反映压力的作用效果或者重力势能的大小,故A正确;
B.水平面上静止且不受其他竖直方向力的物体,对水平面的压力等于自身的重力,所以探究影响压力作用效果因素时,不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放, B正确;
C.“探究影响压力作用效果因素”时,选用大小不同的木块,是为了改变压力的大小;“探究影响重力势能大小因素”时,选用大小不同的木块,是为了改变质量的大小,所以改变的量是不同的,故C错误;
D.“探究影响重力势能大小因素”时,不需要改变受力面积的大小,所以小桌不需要倒放,故D正确。
故选C。
3.(1)球与地面接触面积的大小
(2)质量一定时,物体的高度越大,重力势能越大
(3) 动 弹性势
(4) 不支持 见解析
【详解】(1)小名是用球与地面接触面积的大小来反映重力势能的大小。这是通过观察篮球在不同高度释放后,留在地面上的印迹大小来间接反映篮球的重力势能大小。这种方法称为转换法,即通过观察一个易于测量的物理量(如印迹大小)来间接了解另一个物理量(如重力势能)。
(2)三次实验中,篮球的质量是相同的,下落的高度不同,高度越高,球与地面接触面积就越大,所以结论为:质量一定时,物体的高度越大,重力势能越大
(3)[1][2]篮球下落并在地面上留下印迹的过程中,高度先减小,重力势能减小,速度变大,动能变大,当篮球与地面接触后,篮球的动能会转化为篮球的弹性势能,使篮球发生形变,从而在地面上留下印迹。
(4)[1][2]对于小华的说法,我们不支持。理由是:篮球沾水的减少可能是因为水在下落过程中飞溅出去,但这并不影响实验结论的正确性。实验结论是基于篮球撞击地面时留下的印迹大小来判断重力势能的大小,而不是篮球沾水的多少。因此,即使篮球沾的水变少了,只要篮球的质量没有显著变化,实验结论仍然是有效的。
4. 降低 初速度 小球落地的水平距离 初速度越大,落地的水平距离越远
【详解】①[1]水平槽上有一气泡水平仪,当液体中空气泡居中时,表示实验装置水平。若空气泡在左端,说明左端高,为保证实验装置水平,应调节升降旋钮使左边的桌面降低。
②[2][3]为探究猜想①,逐步降低高度h,每次都让同一小球从斜槽上A处自由滚下,目的是保持小球运动到水平槽时的初速度相同,分别测出不同高度对应的水平距离进行对比,发现在空中水平抛出的物体,抛出点越高,落地的水平距离越远。
③[4]为探究猜想②,保持水平槽的高度不变,分别让同一小球从斜槽上的A、B、C位置由静止滚下,分别测出小球落地的水平距离sA、sB、sC,发现sA>sB>sC,可得出结论:在空中水平抛出的物体,初速度越大,落地的水平距离越远。
5.(1)甲、乙
(2)质量
(3) 高 动
【详解】(1)要探究物体重力势能的大小与高度的关系,根据控制变量法,应控制重物的质量不变,改变重物的高度,应选择图甲、乙进行分析比较。
(2)图乙和图丙中,重物的高度相同,质量不同,探究的问题是物体重力势能的大小与质量的关系。
(3)[1][2]物体的重力势能与物体的质量与高度有关,同一物体的位置越高,具有的重力势能就越大。从高空掉下来,物体的重力势能转化为物体的动能,高度越高,重力势能越大,转化成的动能就越大,破坏力越大。
6. 小球陷进沙地的深度 内 物体所处的高度 质量
【详解】(1)[1]实验中,小球的重力势能大小是通过小球陷进沙地的深度来反映的。
(2)[2]小球掉落过程中克服摩擦阻力做功,因此小球内能增加,小球的机械能转化为内能。
(3)[3][4]比较A、C两球可知,两球所处的高度相同,质量不同,小球A的质量大,A球陷入沙的深度大,因此得出的结论是:当物体所处的高度相同时,质量越大,物体的重力势能越大。
7.(1)铅球陷入沙中的深度
(2)A、B
(3)见解析
(4)无关
【详解】(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)探究重力势能与物体质量的关系,保持下落高度和运动路径相同,质量不同,选择AB两球进行实验。
(3)比较AC两个小球,质量和路径相同,下落的高度不同,位置越高,球陷入沙中的深度越大,重力势能越大,可以得到当物体质量相同时,物体位置越高,重力势能越大。
(4)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.(1)在高度相同时,质量越大的物体重力势能越大
(2)乙、丙
【详解】(1)甲、乙两图中两个瓶子装的水的质量不同,所处高度相同,质量越大的瓶子,落到玉米团上下陷越深,反映出其具有的重力势能越大,根据控制变量法,得到实验结论:在高度相同时,质量越大的物体重力势能越大。
(2)“高空抛物”危害大的原因,是高度越大物体的重力势能越大。乙、丙两图中两个瓶子装的水的质量相同,所处高度不同,高度越高的落到玉米面团上下陷越深,反映出其具有的重力势能越大,根据控制变量法,可得出结论:在质量一定时,高度越高,重力势能越大。故可以通过分析乙、丙两图,探究“高空抛物”危害大的原因。
9.(1)重物
(2) 多 大
(3)相同
【详解】(1)实验中,重物从高处落下撞击小桌,通过小桌下陷的深度反映重物重力势能的大小。因此实验探究的是重物的重力势能。
(2)[1][2]同一个重物的质量不变,从不同高度落下,高度越高,能够对外做的功越多,小桌下陷的深度越深,说明它的重力势能越大。
(3)根据控制变量法,若要探究物体重力势能与质量的关系,应换用质量不同的重物,控制高度相同,所以让它们从相同高度落下,观察桌腿陷入沙子的深度。
10.(1)=
(2)具有的重力势能越大
【详解】(1)根据控制变量法可知,探究“重力势能的大小与高度的关系”,应该控制金属块的质量相同,即金属块A、B需要满足的条件是mA=mB。
(2)质量相同的金属块A和B,从不同的高度自由释放,B的高度更高,金属块B将木桩打入沙中的深度越深,说明物体B具有的重力势能越大。因此比较金属块A和B将木桩打入沙中的深度可得出结论:当质量一定时,物体的高度越高,具有的重力势能越大。
11. 小方桌陷入沙坑的深度 1 2 重力势能与质量的关系 高度一定时,质量越大重力势能越大
【详解】(1)[1]重力势能的大小无法直接观察到,所以采用转换法,通过观察小方桌陷入沙中的深浅来判断重力势能的大小。
(2)[2][3]如果要探究重力势能与高度的关系,必须保证物体的质量相等,其中图1和图2使用的是同一物体,从不同高度落下,通过探究可得质量相等时,物体越高,重力势能越大,所以可以实现探究目的。
(3)[4][5]由图可知,图2和图3中物体不同,即质量不同,但是从同一高度落下,所以探究的问题是高度相同时,重力势能的大小与质量的关系,通过实验可得出结论:当物体的高度一定时,质量越大,对应的重力势能就越大。
12.(1) A 大
(2) 所处高度 物体质量一定时,所处高度越大,重力势能越大
(3)所处高度相差较小
(4)A
【详解】(1)[1]让重物从高处落下,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度,用桌腿陷入沙子的深度来反映重物的重力势能的大小,所以实验中探究的是重物的重力势能,故选填A。
[2]由于重物的重力势能大小不能直接判断,所以该实验应用转化法,用桌腿陷入沙子的深度来反映重物的重力势能的大小,党会桌腿陷入沙子的深度越大,说明重物对外做功本领越大,故研究对象具有的重力势能越大。
(2)[1]质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放,且且hA<hB<hC,所以重物的质量相同,所处的高度不同,根据控制变量法知,这是要探究物体重力势能大小与物体所处高度的关系。
[2]实验时,发现质量相同的重物从不同高度落下,高度越高,观察到桌腿陷入沙子的深度,能够对外做功越多,说明它的重力势能越大,故观察到桌腿陷入沙子的深度分别为hA′、hB′、hC′,且hA′<hB′<hC′,由此可得出结论物体质量一定时,所处高度越大,重力势能越大。
(3)由实验结论可知,重物越重,被举起越高,重力势能越大,所以实验结束后,各组同学在交流中发现有的小组观察到的hA′、hB′、hC′差别不大,即重力势能差别不大,由于重物的质量相同,所以造成这一现象的原因可能是重物所处高度相差较小。
(4)A.由于高空的物体重力势能较大,对外做功本领越强,越危险,所以禁止高空抛物,故A符合题意;
B.由于货车的速度一定,质量越大,动能越大,对外做功本领越强,越危险,所以货车设定最大承载质量,故B不符合题意;
C.由于一切物体都具有惯性,所以急刹车时,车上人员由于惯性容易撞伤,所以上车需要系好安全带,故C不符合题意;
D.由于流体流速快的位置,压强小,所以飞机机翼的上表面弯曲,下表面比较平,则飞机机翼上方压强小,在机翼上下压强差的作用下,易于起飞,故D不符合题意。
故选A。
13. 甲、乙 高度 <
【详解】(1)[1]比较甲、乙两次实验,物体的质量相等,下落时的高度不同,桌腿陷入细砂中的深度不同,说明重力势能与物体被举高的高度有关。
(2)[2]比较甲、丙、丁三次实验,物体下落时的高度相同,质量不同。质量越大,桌腿陷入细砂中的深度越深,它的重力势能越大。
(3)[3]被物体A撞击后的小桌陷入细沙的深度小于被物体B撞击后的小桌陷入细沙的深度,说明物体A释放前的重力势能EA小于物体C释放前的重力势能为EC,即EA<EC。
14.(1)木块被小球推动的距离
(2)内
(3)速度
(4)AC
【详解】(1)实验中,小球动能的大小无法直接测量,而是通过观察木块被小球推动的距离来反映的,木块被推动得越远,说明小球的动能越大,这种将不容易直接测量的物理量转化为容易测量的物理量的方法叫转换法。
(2)钢球从被释放到最终停下来的过程中,由于钢球和木块在运动过程中要克服摩擦力做功,机械能不断减少,机械能转化为内能。
(3)比较甲图可知,下面小球高度大,推动木块运动的距离越远,故可得结论是:在质量相同时,物体的速度越大,动能越大。
(4)比较球A、C可知道,由于体积相同的三个实心球,其中A、B是钢球,C是塑料球,又,所以球A、C的质量不同,从相同的高度静止释放,钢球A的质量大,落到沙地的坑越深,说明重力势能大,可以探究出重力势能大小与质量的关系。
15.(1)铁钉陷入沙中的深度
(2) ①、② 大
(3)大
【详解】(1)重力势能的大小无法直接观察到,实验中采用转换法,通过观察铁钉陷入沙中的深度来判断物体重力势能的大小。
(2)[1][2]探究重力势能与高度的关系时,必须保证物体的质量相等,物体最初的高度不同,而图①和图②使用的是同一物体,从不同高度落下,铁钉陷入沙子的深度不同;探究重力势能大小与高度的关系应选择图中①、②;可得出结论:质量相同的物体,所处位置越高,重力势能就越大。
(3)由图可知,图②和图③中物体质量不同,但是从同一高度落下,图③中重物的质量大,铁钉陷入沙子的深度大,可得结论:高度相同时,物体的质量越大,重力势能越大。
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