Question

（2013?慶陽模擬）在生活、生產(chǎn)中我們常遇到下面事例：打夯時夯錘被高高拋起又下落，砸在工作面上；打樁機(jī)打樁時重錘被高高拉起又下落，打在樁面上…（如圖所示）
（1）請你再舉一個類的事例：

鐵匠將鐵錘舉高后打擊鐵塊來改變鐵塊的形狀

．
（2）這些事例涉及到的共同物理知識是：

利用力可以改變物體的形狀或被舉高的物體具有重力勢能

．
（3）小軍看到打樁機(jī)，思考“重錘對地面打擊力的大小與什么因素有關(guān)”的問題，并提出猜想一：
打擊力的大小與重錘的質(zhì)量有關(guān)．請你另提出一個猜想二：打擊力的大小與

舉高的高度

有關(guān)．
（4）小軍找來排球和足球模擬“打樁”來驗證猜想一．設(shè)計實驗方案如下：
a．用臺秤分別稱出排球和足球質(zhì)量m₁、m₂．
b．在光滑平整的地板上放一張白紙，在白紙上疊放一張復(fù)寫紙．將排球從紙的正上方一定高度靜止下落，排球打在復(fù)寫紙上，在白紙上留下打擊的復(fù)寫印跡．記為“印跡1”
c．換用足球從另一高度落下，重作上面的實驗．得到足球打擊的“印跡2”
d．把“印跡1”放在臺稱上，再將排球放在“印跡1”上，用力向下壓排球，當(dāng)

印跡完全相同

時讀出臺稱的示數(shù)，通過計算得到F₁．用同樣的方法測量F₂．
（5）小軍的實驗存在什么方面的不足，請指出一點(diǎn)：

沒有控制兩球下落高度相同或測量F₁、F₂時不易操作或沒有進(jìn)行多次測量等

．

Answer 1

分析：要解決此題，需要掌握力的作用效果，知道力可以改變物體的形狀，也可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)．
同時要知道被舉高的物體具有重力勢能，掌握重力勢能的影響因素：質(zhì)量和物體被舉的高度．知道物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，則重力勢能越大．
在設(shè)計實驗時，需要注意控制變量法的應(yīng)用，要探究重力勢能與質(zhì)量之間的關(guān)系，需要控制物體的高度．
印跡相同，說明壓強(qiáng)相等，而球與紙張的接觸面積基本相等，根據(jù)F=pS，可以得到球?qū)�紙張的打擊力與手施加的力近似相等．
在分析的過程中，根據(jù)具體的情況進(jìn)行分析．

解答：解：（1）打夯時夯錘以及打樁機(jī)打樁時重錘在工作時，都要被舉高然后落下，砸在物體上．類似事例：鐵匠將鐵錘舉高后打擊鐵塊來改變鐵塊的形狀；
（2）打樁機(jī)打樁時，將樁打入地面，使地的形狀發(fā)生變化，利用力改變物體的形狀．打樁重錘要被舉高而具有了能量，所以用到了重力勢能的知識．
（3）由于物體要被舉高，所以猜想打擊力還與物體舉高的高度有關(guān)．
（4）要想使兩個力的大小相等，則使其作用效果相同就可以．當(dāng)印跡完全相同時讀出臺稱的示數(shù)；
（5）該同學(xué)在c中，換用足球從另一高度落下，重做上面的實驗．得到足球打擊的“印跡2”；沒有控制高度相同，同時他采用的這種測量力的方法不易操作．
為了使結(jié)果更加準(zhǔn)確應(yīng)進(jìn)行多次測量．
故答案為：（1）鐵匠將鐵錘舉高后打擊鐵塊來改變鐵塊的形狀；
（2）利用力可以改變物體的形狀或被舉高的物體具有重力勢能．
（3）舉高的高度．
（4）印跡完全相同；
（5）沒有控制兩球下落高度相同或測量F₁、F₂時不易操作或沒有進(jìn)行多次測量等．

點(diǎn)評：本題主要考查了重力勢能的理解及影響因素，同時還考查了力的作用效果．在做題過程中要善于總結(jié)規(guī)律，找出共同點(diǎn)．