初中物理知识精讲:重力势能的概念及其影响因素(含实验题)
【学习目标】掌握重力势能的概念及其影响因素,学会比较物体重力势能的大小。
【知识点睛】
1. 物体由于高度所决定的能,叫做重力势能。
2. 物体的质量越大,高度越高,它具有的重力势能就越大。
【经典例题】
例1 本题选自腾讯课堂付费课程《初二下册力学知识精讲》-16动能和势能-重力势能
在探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,让不同质量的铁球从同一高度由静止释放,撞击沙坑,根据比较撞击沙坑后留下的印痕深度进行探究,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 实验过程中既用到了转换法,也用到了控制变量法
B. 铁球在下落过程中动能一直在减小
C. 这样做的目的是研究物体重力势能的大小与质量的关系
D. 这样做的目的是研究物体重力势能的大小与高度的关系
例2 本题选自腾讯课堂付费课程《初二下册力学知识精讲》-16动能和势能-重力势能
甲、乙两个相同的篮球,表面是湿的,从不同高度自由落至同一地面上留下的印迹如图所示,则刚下落时篮球的重力势能较大的是( )
A. 甲
B. 乙
C. 一样大
D. 无法比较
例3 本题选自腾讯课堂付费课程《初二下册力学知识精讲》-16动能和势能-重力势能
空中沿水平方向匀速飞行的飞机正在向灾区空投物资,在空投物资的过程中,飞机的动能_______,重力势能________。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
【随堂练习】
1. 某同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到:物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关.于是设计了如图所示的实验:让大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球按照图中标注位置静止下落(球在光滑管道中运动的能量损失不计).实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2,C、D两球陷入沙深度均为h3,且h1<h2<h3.
(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过___________来反映的.
(2)比较A、B两球,发现B球陷入沙深度更大,由此可得出结:当下落高度一定时____________________________.
(3)比较_____________两球,发现C球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当物体质量相同时,下落的高度越高,物体的重力势能越大.
(4)比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,但陷入沙深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径______________选填:“有关”或“无关”).
2. 下图为“嫦娥三号”绕月飞行的轨道示意图,其中“嫦娥三号”的月球重力势能最小的位置是______________选填“近月点”或“远月点”).
3. 地震后山体滑坡对过往的车辆透成了严重的威胁,即使是从高处落下的小石块,也能对人造成很大的伤害,这是因为高处的小石块具有较大的_________(填“重力势能”或“动能”).
4. 春季我国北方某地区出现虫灾,有关部门派出飞机喷洒杀虫药,飞机在某一高度匀速飞行喷洒杀虫药的过程中,它的动能_________势能________(增大/不变/减小),你判断的理由是______________.
答案
经典例题
例1:AC;
例2:B;
例3:减小;减小.
随堂练习
1.(1)球陷入沙面的深度;
(2)质量越大,物体重力势能越大;
(3)A、C;
(4)无关;
2.近月点;
3.重力势能;
4.减小;减小;速度不变,质量减小.
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