《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

5. 已知物体重力势能大小与物体质量和所处高度有关,同学们在探究物体的重力势能大小与物体质量和所处高度的关系时,所用器材有：若干个质量不同的重物、透明的沙箱、小桌、沙子等。实验装置如图所示,把小桌放在透明的沙箱中,让重物从高处落下,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度。

(1)实验中的探究的是______(选填“重物”“小桌”或“沙子”)的重力势能；桌腿陷入沙子的深度越大,研究对象具有的重力势能越______。
(2)将质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放,且$h_{A}\lt h_{B}\lt h_{C}$,这是要探究物体重力势能大小与物体______的关系。实验时,观察到桌腿陷入沙子的深度分别为$h_{A}'$、$h_{B}'$、$h_{C}'$,且$h_{A}'\lt h_{B}'\lt h_{C}'$,由此可得出结论______。
(3)实验结束后,各组同学在交流中发现有的小组观察到的$h_{A}'$、$h_{B}'$、$h_{C}'$差别不大,难以得出结论,造成这一现象的原因可能是______。
(4)同学们在讨论重力势能与生活、生产的联系时,提出下列几种现象或应用,其中与本实验结论有关的是______(填字母)。
A. 禁止高空抛物
B. 货车设定最大承载质量
C. 不同车型设定不同的最高行驶速度
D. 飞机机翼的上表面弯曲,下表面比较平

(1)实验中的探究的是重物(选填“重物”“小桌”或“沙子”)的重力势能；桌腿陷入沙子的深度越大,研究对象具有的重力势能越大。
(2)将质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放,且$h_{A}\lt h_{B}\lt h_{C}$,这是要探究物体重力势能大小与物体高度的关系。实验时,观察到桌腿陷入沙子的深度分别为$h_{A}'$、$h_{B}'$、$h_{C}'$,且$h_{A}'\lt h_{B}'\lt h_{C}'$,由此可得出结论质量相同时，物体所处高度越高，重力势能越大。
(3)实验结束后,各组同学在交流中发现有的小组观察到的$h_{A}'$、$h_{B}'$、$h_{C}'$差别不大,难以得出结论,造成这一现象的原因可能是重物质量太小（或沙子的松软程度不合适等）。
(4)同学们在讨论重力势能与生活、生产的联系时,提出下列几种现象或应用,其中与本实验结论有关的是A(填字母)。

答案： 【解析】：
本题主要考查探究物体的重力势能大小与物体质量和所处高度的关系实验的相关知识。
（1）实验中，通过让重物从高处落下撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度来探究重力势能。这里研究的是重物的重力势能，因为重物具有重力势能并转化为动能对小桌做功。桌腿陷入沙子的深度越大，说明重物对小桌做的功越多，重物具有的重力势能越大。
（2）将质量相同的重物从不同高度释放，这是要探究物体重力势能大小与物体高度的关系。观察到桌腿陷入沙子的深度不同，且高度越高，陷入深度越大，由此可得出结论：质量相同时，物体所处高度越高，重力势能越大。
（3）如果各小组观察到的陷入深度差别不大，难以得出结论，原因可能是重物的质量太小，不同高度下重力势能的差异不明显；或者沙子的松软程度不合适，导致对实验结果的影响较大等。
（4）A选项，禁止高空抛物，是因为高空抛物时物体具有较大的重力势能，落下时可能造成危害，与本实验结论有关；B选项，货车设定最大承载质量，主要是考虑质量对动能等因素的影响以及车辆的承载能力等，与本实验探究的重力势能与高度和质量的关系不直接相关；C选项，不同车型设定不同的最高行驶速度，主要是考虑速度对动能的影响等，与本实验结论不直接相关；D选项，飞机机翼的上表面弯曲，下表面比较平，是利用流体压强与流速的关系产生升力，与本实验结论无关。
【答案】：
(1)重物；大
(2)高度；质量相同时，物体所处高度越高，重力势能越大
(3)重物质量太小（或沙子的松软程度不合适等）
(4)A