小夏同学在体育活动中，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。
为此小夏设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙坑表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）
实验数据如下表：
| 实验序号 | 铅球代号 | 铅球质量/g | 下落高度/m | 陷入沙面的深度/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 |
控制变量法
控制变量法
。（写出一种方法即可）（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过
铅球陷入沙中的深度
铅球陷入沙中的深度
来反映的。（3）为验证猜想二，应比较
①③
①③
（填实验序号），得到的结论是：质量一定时，物体所处的高度越高，重力势能越大
质量一定时，物体所处的高度越高，重力势能越大
。（4）比较③④，得到的结论是
物体的重力势能与物体运动的路径无关
物体的重力势能与物体运动的路径无关
。（5）经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势能（Ep）的表达式“E=mgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙坑表面的动能，其中B球的动能为
2
2
J.（忽略空气阻力，g=10N/kg）【考点】探究影响物体重力势能大小的因素-重力势能与运动路径无关；探究影响物体重力势能大小的因素；探究影响物体重力势能大小的因素-重力势能与高度的关系；探究影响物体重力势能大小的因素-重力势能大小的现象表现．
【答案】控制变量法；铅球陷入沙中的深度；①③；质量一定时，物体所处的高度越高，重力势能越大；物体的重力势能与物体运动的路径无关；2
【解答】
【点评】
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发布：2024/9/12 2:0:8组卷：73引用：4难度：0.5
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1．某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关；
猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。
为了验证猜想，他们准备了如下实验器材：
花泥（易产生塑性形变），刻度尺，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球1个。所用实验装置如图所示（小球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验中均让小球从图中高度自由下落，待小球静止后，分别用刻度尺测出小球陷入花泥的深度。请你根据图中实验情景完成下列内容。
（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，由此可得出结论：。
（3）比较 两球，可得出结论：当物体 相同时，高度越高，具有的重力势能越大。
（4）比较C、D两球可知：重力势能大小与物体运动的路径 （选填“有关”或“无关”）。发布：2024/9/12 0:0:8组卷：115引用：3难度：0.5 -
2．在探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”时，让A、B两个质量不同的铅球从沙坑表面上方由静止释放，铅球落下后陷入沙子中，实验情景如图所示。
（1）实验中通过比较 来判断铅球重力势能的大小。
（2）由甲实验情景可得出结论：当 一定时，物体的 越大，重力势能越大。
（3）若要探究物体重力势能与高度的关系，则需用 的两个铅球，让两球 ，比较它们陷入沙子中的深度。
（4）如图乙所示，C球由静止下落，D球光滑弯曲管道静止滑下。实验表明，物体重力势能的大小与运动路径 。（填“有关”或“无关”）发布：2024/9/13 17:0:9组卷：28引用：1难度：0.6
