被舉高的物體具有重力勢能，小李猜想。
猜想一：重力勢能的大小可能與物體的高度有關(guān)。
猜想二：重力勢能的大小可能與物體的質(zhì)量有關(guān)。

為了驗(yàn)證猜想，小李進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，讓物體下落沖擊小桌，小桌的桌腿是三根釘子，并輕放在沙筒內(nèi)平整的沙面上。兩物體m、M為同種材料制成的實(shí)心圓柱體，且m＜M，①②③④四次實(shí)驗(yàn)中使用的為同一小桌和沙筒。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表格所示。

步驟下落方式小桌下陷深度

① ？ 5cm

② 10cm

③ 15cm

④ 以初速v向下扔 15cm

（1）表格中“？”處物體的下落方式為：
由靜止開始自由下落
由靜止開始自由下落
（選填“由靜止開始自由下落”或“以初速v向下扔”）。
（2）完成步驟①后，他應(yīng)
A
A
（選填“A”或“B”）。
A．拿起小桌和物體，整平沙面，再將小桌輕放在沙面上，再實(shí)施步驟②
B．只輕輕拿起物體，此過程中手不觸碰沙筒里的小桌，再實(shí)施步驟②
（3）小李的同桌小沈認(rèn)為：為了使實(shí)驗(yàn)操作更簡單，可以撤去小桌子，讓物體直接沖擊沙箱的沙面，觀察沙子的凹陷深度即可判斷物體重力勢能大小。小李認(rèn)為小沈的觀點(diǎn)不正確，他的理由是：
兩物體的底面積不同，會影響沙子凹陷深度
兩物體的底面積不同，會影響沙子凹陷深度
。
（4）實(shí)驗(yàn)后，小李對“高空落下的雨滴不會對人造成傷害”感到好奇。他通過查閱資料知道：雨滴從高空落下的過程中，受到的空氣阻力與雨滴速度的平方成正比，所以雨滴下落時(shí)先加速，達(dá)到最大速度后，雨滴再勻速落向地面。雨滴下落過程中機(jī)械能
減小
減小
（選填“增大”、“不變”或“減小”）。對于下落的雨滴不傷人的現(xiàn)象，小李將進(jìn)一步探究。

【答案】由靜止開始自由下落；A；兩物體的底面積不同，會影響沙子凹陷深度；減小

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/8/7 8:0:9組卷：15引用：1難度：0.5

相似題

1．小明在體育活動(dòng)中，觀察鉛球下落陷入沙坑的深度情況產(chǎn)生了如下猜想。
猜想一：物體的重力勢能與物體的質(zhì)量有關(guān)
猜想二：物體的重力勢能與物體的下落高度有關(guān)
猜想三：物體的重力勢能與物體的運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)
為此他設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：用大小、形狀相同的A、B、C、D四個(gè)鉛球分別從距離沙坑表面某高度處靜止釋放，其中D球從光滑彎曲管道上端靜止滑入，最后從管道下端豎直落下（球在光滑管道中運(yùn)動(dòng)的能量損失不計(jì)）。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)序號鉛球代號鉛球質(zhì)量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/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

（1）為驗(yàn)證猜想二，應(yīng)比較
（填實(shí)驗(yàn)序號），得到的結(jié)論是：當(dāng)物體質(zhì)量相同時(shí)，下落的高度越高，物體的重力勢能越大。
（2）由B、C兩球不能探究重力勢能的大小與質(zhì)量的關(guān)系，理由是
。
（3）比較C、D兩球，發(fā)現(xiàn)兩球運(yùn)動(dòng)的路徑不同，但陷入沙中深度相同，由此可得出結(jié)論：
。
（4）實(shí)際情況下，管道還是粗糙的，摩擦力會導(dǎo)致小球D陷入沙子中的深度變小。在力學(xué)分析時(shí)，例如某一個(gè)力相對非常小，對物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響不大時(shí)，物理學(xué)中經(jīng)常采用忽略次要因素，建立理想模型的方法來研究問題。為了使管道對鉛球的摩擦力成為“次要因素”，除了使用更光滑的管道之外，本實(shí)驗(yàn)可以選用質(zhì)量更
（填“大”或“小”）的小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

發(fā)布：2024/8/5 8:0:8組卷：4引用：1難度：0.5

發(fā)布：2024/7/2 8:0:9組卷：7引用：2難度：0.5

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