2018年九年級物理上冊 第十一章《機械功與機械能》物體的勢能跟哪些因素有關(guān) （新版）粵教滬版

物體的勢能跟哪些因素有關(guān)課堂上探究了“物體的動能跟哪些因素有關(guān)”，曉東小組決定在課外探究“物體的勢能跟哪些因素有關(guān)”，因為勢能分為重力勢能和彈性勢能，因此分兩組進行探究，抽簽的結(jié)果是曉東和章麗一組，探究“物體的重力勢能跟哪些因素有關(guān)”；楊柳和李銘一組，探究“物體的彈性勢能跟哪些因素有關(guān)”。經(jīng)過準備，首先是章麗代表小組進行展示和講解：課本中提到了打樁機，打夯錘被高高拋起又下落，打在樁面上，樁被不斷地打進地里，說明高處的重錘具有能量，這個能量就是重力勢能。根據(jù)觀察，我們對“重錘的重力勢能大小與什么因素有關(guān)”提出了兩個猜想。猜想一：物體重力勢能大小可能與物體的質(zhì)量有關(guān)。猜想二：物體重力勢能大小可能與物體所在的高度有關(guān)。說著，章麗拿出一個排球和一個籃球，用臺秤分別稱出排球和籃球質(zhì)量m1、m2。然后帶領(lǐng)其他三人來到操場的沙坑旁模擬“打樁”的情況。分別將排球和籃球從沙坑的正上方一定高度自由下落；測量排球和籃球落到沙面上留下的印跡深度；比較兩個印跡坑的深度。深度大的，說明沙坑受到的打擊力大，進一步說明了物體的重力勢能大。楊柳對該方案并不滿意，他說：沙坑留下印跡的深度與作用力和受力面積兩個因素有關(guān)，由于受力面積不同，即使深度大，也不一定是受到的作用力大，而且沙坑中沙的松散程度也對印跡深度有影響。既然否決了這個方案，曉東拿出了第二套方案，他們帶著排球和籃球回到實驗室。還是先用臺秤分別稱出排球和籃球質(zhì)量m1、m2；接著在光滑平整的地板上放一張白紙，在白紙上疊放一張復寫紙，將排球從紙的正上方一定高度處讓其自由下落，排球打在復寫紙上，在白紙上留下打擊的復寫印跡，記為“印跡1”；然后換用足球從同一高度自由落下，重復上面的實驗，得到足球打擊的“印跡2”；最后分別將排球和足球印跡紙分別放在臺秤上，用手將排球和足球壓到與印跡完全相同，讀出臺秤的示數(shù)，得到F1、F2的大小，比較兩個力的大小。力越大，說明物體的重力勢能就越大。這個探究說明：物體的重力勢能跟物體的 有關(guān)。接著曉東把籃球舉過比前一次籃球高一些的位置，重復上面實驗，得到“印跡3”，比較印跡3和印跡2，印跡深的那次說明籃球的沖擊力大，其具有的重力勢能大。這個實驗說明：物體的重力勢能跟物體的 有關(guān)。大家對他們改進的實驗一致認可。楊柳和李銘選用的器材是一根彈簧、一個小球和一把刻度尺，先將彈簧固定，如圖所示。壓縮彈簧后放手，彈簧可將小球彈起，小球彈起的越高，彈簧對它做的功就越多，說明彈簧具有的彈性勢能就越大。他們進行了三次實驗，得到的實驗數(shù)據(jù)如下表所示：次數(shù)123彈簧被壓縮的被長度L/（cm）123小球被彈起的高度h（cm）149他們的分析：當彈簧被壓縮3cm放手后，小球彈起的高度最高，說明此時彈簧具有的彈性勢能最大；而彈簧被壓縮1cm放手后，小球被彈起的高度最小，說明此時彈簧具有的彈性勢能最小。綜上所說，物體的彈性勢能大小與物體的 有關(guān)。我們還有一個猜想，探究方案如下：選用A、B兩根外形完全相同、材料不同的彈簧分別置于水平桌面上；將小球置于彈簧A的上端，按下小球，將彈簧壓縮3cm，記下松手后小球被彈起的高度h1；再將同一小球置于彈簧B的上端，按下小球，將彈簧壓縮3cm，記下松手后小球被彈起的高度h2；比較h1、h2的大小，即可說明物體具有的彈性勢能還可能跟物體的 有關(guān)。楊柳的演示和分析也得到了大家由衷的掌聲。上面有幾個空忘記了寫上，請你幫忙填上去。參考答案：質(zhì)量 （舉高的）高度 彈性形變程度 材料2