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题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

陕西省西安市碑林区西北工业大学附属中学2017届九年级物理中考三模试卷

某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关．于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 四个铅球，其中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 三球的质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 球质量为 $\text{[math]}$ ，让 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两球从距沙表面高 $\text{[math]}$ 静止下落， $\text{[math]}$ 球从距沙表面高 $\text{[math]}$ 静止下落， $\text{[math]}$ 球从距沙表面高 $\text{[math]}$ 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的能量损失不计）．实验测得 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两球陷入沙深度分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两球陷入沙深度为 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ ．

（1）、本实验中，铅球的重力势能大小是通过来反映的．

（2）、比较 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两球，发现 $\text{[math]}$ 球陷入沙深度更大，由此可得出结论；当下落高度一定时，物体的越大，重力势能越大．

（3）、比较 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两球，发现 $\text{[math]}$ 球陷入沙深度更大，由此可得出结论；当物体的质量相同时，越高，物体的重力势能越大．

（4）、比较 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两球，发现两球运动的路径不同，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”）．

（5）、小球在下落过程陷入沙面前，将重力势能转化为能，小球陷入沙中到静止的过程中，又将能转化为能．

举一反三

如图是探究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，图中三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块A、B、C撞击后陷入沙坑中的情况．在此实验中，m_A=m_C＜m_B ，铁块所处的初始高度h_A=h_B＜h_C ．

在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图所示．在此实验中，我们是通过观察{#blank#}1{#/blank#}来比较各铁块重力势能的大小．若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是h_A{#blank#}2{#/blank#}h_B ．若A、C两铁块下落的高度相同，则两铁块的质量关系是m_A{#blank#}3{#/blank#}m_C ．（选填“＞”“＜”或“=”），实验得出的结论是：物体重力势能的大小与{#blank#}4{#/blank#}有关．

本题有两小题．

在探究重力势能与什么因素有关时，同学们经过讨论，提出如下猜想：重力势能的大小可能跟物体的质量有关；也可能跟物体的高度有关．下面是小明和小聪关于这个问题讨论后的实验设计．

设计一：让质量为m的物体从不同高度落向插入沙坑中的木桩．

设计二：让质量为m和2m的两个大小不同的物体从同一高度落向插入沙坑中的木桩．

实验发现B比A插入得深，D比C插入得深，如图1所示．请解答下列问题：

小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系．”他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，

数据如下表：

次数	橡皮条	橡皮条宽/cm	橡皮条长/cm	弹射的水平距离/m
1	a	0.50	20.00	10.10
2	b	0.50	30.00	8.20
3	c	1.00	20.00	14.00

请回答以下问题：

在学习势能知识时，小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关：

①物体高度， ②物体质量大小， ③物体所处地理位置。

为了证明自己的猜想，首先决定对因素①进行验证。他把橡皮泥平铺在水平面上，让同1个小球从不同高度自由下落，记录结果如下表所示。

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