影響重力勢能大小因素的 實驗裝置的改進

李明

一、實驗器材

約60cm長的圓柱形透明塑料管一根，體積相同（直徑比塑料管內徑稍小）的銅球和鋁球各一個，金屬片一塊，泡沫塑料一塊，比塑料管內徑細的硬桿一根，橡皮筋若干。

二、裝置制作

在泡沫塑料塊的中央挖一個直徑比塑料管直徑稍小的孔，將塑料管用力插入孔中，使管口與泡沫塑料塊下底面平齊。

在塑料管上端距管口約1cm處和10cm處各水平鋸一條小縫隙，其長度大約是塑料管周長的四分之一。

另取一小塊泡沫塑料塞入塑料管中，把橡皮筋套在塑料管上，其中一根橡皮筋標記管中泡沫塑料塊的初始位置。該位置以及與塑料管之間的松緊程度需通過銅球和鋁球在不同高度打擊后確定。

三、實驗過程

1.用硬桿將泡沫塑料塊推到初始位置。將塑料管豎直地放在水平桌面上，金屬片插入下端的縫隙，銅球放在金屬片上。抽出金屬片，銅球下落，接觸泡沫塑料塊后推動其下降，用橡皮筋標記泡沫塑料塊下降到的位置1，如圖1所示。

2.用硬桿將泡沫塑料塊推到初始位置。將塑料管豎直地放在水平桌面上，金屬片插入上端的縫隙，銅球放在金屬片上。抽出金屬片，銅球下落，接觸泡沫塑料塊后推動其下降，用橡皮筋標記泡沫塑料塊下降到的位置2，如圖2所示。

3.用硬桿將泡沫塑料塊推到初始位置。將塑料管豎直地放在水平桌面上，金屬片插入上端的縫隙，鋁球放在金屬片上。抽出金屬片，鋁球下落，接觸泡沫塑料塊后推動其下降，用橡皮筋標記泡沫塑料塊下降到的位置3，如圖3所示。

四、實驗分析

1.比較步驟1和2可得：質量一定，物體被舉得越高，重力勢能越大。

2.比較步驟2和3可得：高度一定，物體的質量越大，重力勢能越大。