Question

如圖甲所示，是設計的“探究小球的重力勢能大小與哪些因素有關“的實驗裝置． 其中AB是四分之一光滑圓弧軌道，BC是粗糙的水平面，木塊初始靜止在B點，讓小球從距水平面高h處由靜止釋放，小球剛好能沿著過A點的切線方向進入圓弧軌軌道，然后與木塊發生碰撞，木塊運動一段距離后最終停下來．小球可認為是光滑的，如圈乙所示，是實驗過程中的三個步驟其中小球質量m₁＜m₂=m₃，小球由靜止釋放的位置距水平面的高度h₁=h₂＜h₃．

①在小球由靜止釋放到即將與木塊碰撞的過程中，小球的重力勢能轉化為小球的　        　．
②通過觀察　           　來比較小球的重力勢能的大小．
③歩驟一、歩驟二是探究小球的重力勢能大小與　            　關系．
④步驟二、步驟三是探究小球的重力勢能大小與　           　的關系．

Answer 1

（1）動能；（2）木塊移動的距離；（3）小球的質量；（4）小球的高度

試題分析：（1）圖甲中將小球從圖示位置由靜止釋放，小球的速度由零逐漸變大，則小球的動能逐漸增大，小球的高度逐漸減小則重力勢能逐漸減小，小球的重力勢能轉化為小球的動能．（2）該實驗利用了轉化法，通過木塊移動的距離大小反映小球重力勢能的大小．（3）比較歩驟一、歩驟二可以看出小球釋放的高度相同，小球的質量不同，木塊移動的距離不同，由控制變量法可得這兩次實驗是探究小球的重力勢能大小與小球質量的關系．（4）比較歩驟二、歩驟三可以看出小球質量相同，小球的釋放高度不同，木塊移動的距離不同，由控制變量法可得這兩次實驗是探究小球的重力勢能大小與小球高度的關系．