1.小明在體育活動中,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)。