在探究重力勢(shì)能與什么因素有關(guān)時(shí),同學(xué)們經(jīng)過討論,提出如下猜想:重力勢(shì)能的大小可能跟物體的質(zhì)量有關(guān);也可能跟物體的高度有關(guān).下面是小明和小聰關(guān)于這個(gè)問題討論后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).
設(shè)計(jì)一:讓質(zhì)量為m的物體從不同高度落向插入沙坑中的木樁.
設(shè)計(jì)二:讓質(zhì)量為m和2m的兩個(gè)大小不同的物體從同一高度落向插入沙坑中的木樁.
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)B比A插入得深,D比C插入得深,如圖1所示.請(qǐng)解答下列問題:
(1)要探究重力勢(shì)能與高度的關(guān)系應(yīng)選用
設(shè)計(jì)一
設(shè)計(jì)一
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(2)根據(jù)設(shè)計(jì)二及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖示,可得出的結(jié)論是
在高度一定時(shí),物體的質(zhì)量越大,重力勢(shì)能越大
在高度一定時(shí),物體的質(zhì)量越大,重力勢(shì)能越大
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(3)如何有效地提高能量利用率是人類所面臨的一項(xiàng)重要任務(wù).如圖2是某輕軌車站的設(shè)計(jì)方案示意圖,該圖表明與站臺(tái)前后連接的軌道都有一個(gè)小坡度.請(qǐng)你說明這種設(shè)計(jì)可以節(jié)能的理由:
車進(jìn)站時(shí)的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,減小因剎車消耗的機(jī)械能;車出站時(shí)儲(chǔ)存的重力勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,起到節(jié)能的作用
車進(jìn)站時(shí)的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,減小因剎車消耗的機(jī)械能;車出站時(shí)儲(chǔ)存的重力勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,起到節(jié)能的作用
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