11. (2024 福建厦门)小明在体育课中,看到铅球下落陷入沙坑的深度情况,由此他猜想:物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是他用大小、形状相同的A、B、C、D四个钢球设计了如图所示的实验,钢球的质量大小、静止释放位置、陷入花泥深度均如图所示,其中D球在光滑弯曲管道中运动的能量损失不计。

(1)本实验中,钢球的重力势能大小是通过____来反映的。
(2)比较A、B两球,发现B球陷入花泥深度更大,由此可得出结论:当下落高度一定时,质量____,重力势能越大。
(3)比较B、C两球,发现C球陷入花泥中深度更大,由此可得出结论:下落的高度越大,物体的重力势能越大。你认为该结论是____(选填“正确”或“错误”)的,理由是:____。
(4)比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,但陷入花泥深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能大小与物体运动的路径____(选填“有关”或“无关”)。
(5)钢球在陷入花泥之前,重力势能转化为____能。

【解析】：
(1)本实验运用转换法，将钢球重力势能大小转换为陷入花泥的深度来反映。
(2)A、B两球下落高度相同，B球质量大，陷入花泥深，说明当下落高度一定时，质量越大，重力势能越大。
(3)比较B、C两球，要探究重力势能与下落高度关系，需控制质量相同，而B、C两球质量不同，所以得出“下落的高度越大，物体的重力势能越大”的结论是错误的，理由是没有控制两球质量相等。
(4)C、D两球质量相同、下落高度相同，运动路径不同，但陷入花泥深度相同，说明物体重力势能大小与运动路径无关。
(5)钢球下落过程中，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能。
【答案】：
(1)钢球陷入花泥的深度
(2)越大
(3)错误；没有控制两球的质量相等
(4)无关
(5)动

12. 如图所示的是在成都大运会上使用的一款机器人,具有人脸识别、引导、翻译等功能,还可以提供急救包。若重为600N的机器人在50N的牵引力作用下,以0.5m/s的速度在水平地面沿直线匀速行驶60s。求:
(1)机器人运动的距离;
(2)此过程中牵引力做的功;
(3)此过程中牵引力做功的功率。

【解析】：
(1)根据公式$s = vt$（其中$v$是速度，$t$是时间），已知机器人速度$v = 0.5m/s$，行驶时间$t = 60s$，则机器人运动的距离$s=vt = 0.5m/s×60s = 30m$。
(2)根据公式$W = Fs$（其中$F$是力，$s$是在力的方向上移动的距离），已知牵引力$F = 50N$，运动距离$s = 30m$，则牵引力做的功$W = Fs=50N×30m = 1500J$。
(3)根据公式$P=\frac{W}{t}$（也可根据$P = Fv$计算），已知$W = 1500J$，$t = 60s$，则牵引力做功的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{1500J}{60s}=25W$（或$P = Fv = 50N×0.5m/s = 25W$）。
【答案】：
(1)$\boldsymbol{30m}$
(2)$\boldsymbol{1500J}$
(3)$\boldsymbol{25W}$