影响重力势能大小因素的 实验装置的改进

李明

一、实验器材

约60cm长的圆柱形透明塑料管一根，体积相同（直径比塑料管内径稍小）的铜球和铝球各一个，金属片一块，泡沫塑料一块，比塑料管内径细的硬杆一根，橡皮筋若干。

二、装置制作

在泡沫塑料块的中央挖一个直径比塑料管直径稍小的孔，将塑料管用力插入孔中，使管口与泡沫塑料块下底面平齐。

在塑料管上端距管口约1cm处和10cm处各水平锯一条小缝隙，其长度大约是塑料管周长的四分之一。

另取一小块泡沫塑料塞入塑料管中，把橡皮筋套在塑料管上，其中一根橡皮筋标记管中泡沫塑料块的初始位置。该位置以及与塑料管之间的松紧程度需通过铜球和铝球在不同高度打击后确定。

三、实验过程

1.用硬杆将泡沫塑料块推到初始位置。将塑料管竖直地放在水平桌面上，金属片插入下端的缝隙，铜球放在金属片上。抽出金属片，铜球下落，接触泡沫塑料块后推动其下降，用橡皮筋标记泡沫塑料块下降到的位置1，如图1所示。

2.用硬杆将泡沫塑料块推到初始位置。将塑料管竖直地放在水平桌面上，金属片插入上端的缝隙，铜球放在金屬片上。抽出金属片，铜球下落，接触泡沫塑料块后推动其下降，用橡皮筋标记泡沫塑料块下降到的位置2，如图2所示。

3.用硬杆将泡沫塑料块推到初始位置。将塑料管竖直地放在水平桌面上，金属片插入上端的缝隙，铝球放在金属片上。抽出金属片，铝球下落，接触泡沫塑料块后推动其下降，用橡皮筋标记泡沫塑料块下降到的位置3，如图3所示。

四、实验分析

1.比较步骤1和2可得：质量一定，物体被举得越高，重力势能越大。

2.比较步骤2和3可得：高度一定，物体的质量越大，重力势能越大。