Question

12．（1）如圖（a）甲所示，是麥迪文同學設計的“探究小球的重力勢能大小與哪些因素有關”的實驗裝置．其中AB是四分之一光滑圓弧軌道，BC是粗糙的水平面，木塊初始靜止在B點，讓小球從距水平面高h處由靜止釋放，小球剛好能沿著過A點的切線方向進入圓弧軌道，然后與木塊發(fā)生碰撞，木塊運動一段距離后最終停下來，小球可認為是光滑的．如圖乙所示，是實驗過程中的三個步驟，其中小球質(zhì)量m₁＜m₂=m₃，小球由靜止釋放的位置距水平面的高度h₁=h₂＜h₃． 
①在小球由靜止釋放到即將與木塊碰撞的過程中，小球的重力勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能．
②通過觀察木塊移動的距離來比較小球的重力勢能的大�。�
③歩驟一、歩驟二是探究小球的重力勢能大小與質(zhì)量關系．
④若BC是光滑的水平面，麥迪文同學將不能（選填“能”或“不能”）完成本次探究實驗．
（2）如圖 （b）所示為古爾丹同學設計的“探究杠桿平衡條件”的實驗裝置．
①實驗前，將杠桿中點置于支架上，使杠桿可繞O點在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動．當杠桿上不加掛任何物體而處于靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端上翹，此時應將杠桿兩端的平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，
使杠桿在水平位置平衡．這樣做的目的是：消除杠桿自身重力對實驗的影響和便于在杠桿上直接測量力臂．
②若將A處豎直向上的力F₁改變?yōu)樾毕蛏系牧�F₂，如圖 （b）乙箭頭所示，使杠桿仍在水平位置，則F₂將大于F₁（選填“大于”“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)影響動能和重力勢能的因素來進行分析，得出結論；物體質(zhì)量越大，被舉高的越高，具有的重力勢能越大，到達斜面底部時轉(zhuǎn)化的動能越多；
②利用轉(zhuǎn)化法反映重力能的大小，通過木塊移動距離反映小球重力勢能的大��；
③探究重力勢能與質(zhì)量的關系，應控制小球的高度相同，改變小球的質(zhì)量；
④根據(jù)牛頓第一運動定律分析解答；
（2）①為了便于測量力臂，應調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，將平衡螺母向較高的一端調(diào)節(jié)；
②根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，若阻力和阻力臂不變，動力臂減小，則動力增大．

解答 解：（1）①將小球從圖示位置由靜止釋放，小球向下滑動的過程中，觀察到它的速度越來越大，則小球的動能逐漸增大，重力勢能逐漸減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能．
②該實驗通過木塊移動的距離大小反映小球重力勢能的大小，利用了轉(zhuǎn)換法．
③比較歩驟一、歩驟二可以看出小球釋放的高度相同，小球的質(zhì)量不同，木塊移動的距離不同，所以這兩次試驗是探究小球的重力勢能大小與小球質(zhì)量的關系．
④若BC是光滑的水平面，根據(jù)牛頓第一運動定律可知，木塊做勻速直線運動，無法比較木塊滑行的距離，故不能完成本次探究實驗．
（2）①杠桿右端上翹，此時應將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)；使杠桿在水平位置平衡．這樣做的目的是：消除杠桿自身重力對實驗的影響和便于在杠桿上直接測量力臂．
②根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，當斜向上拉動測力計時，阻力和阻力臂不變，動力臂減小，動力變大，故F₂＞F₁．
故答案為：（1）①動能；②木塊移動的距離；③質(zhì)量；④不能；（2）①右；便于在杠桿上直接測量力臂；②大于；

點評 此題是探究“物體的動能大小與哪些因素有關”的實驗，實驗裝置與以往的課本裝置不同，采用懸掛的小球做實驗，實驗更容易操作，同時考查了學生根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結論的能力．