Question

如图所示，学习小组的同学在探究“物体重力势能的大小跟哪些因素有关”时，设计了以下实验：
实验方案：三个相同的木桩插在沙坑里，露出沙坑的高度相同，如甲图所示，取三个铁块从空中静止释放后撞击木桩，木桩陷入沙坑，如乙图所示．
（1）在此实验中，我们可以通过观察

木桩陷入沙的深度

来比较铁块重力势能的大小，这种实验方法叫做转换法．还有哪些实验也应用了这种方法，请再举一例：

探究声音产生的条件

．
（2）若h_A=h_B＞h_C，m_A＜m_B=m_C，如图乙所示：比较B、C两种情况，可以得出结论为

物体的质量相同时，所处的高度越高，物体的重力势能越大

．
（3）实验得出的结论是：物体重力势能的大小跟物体的

高度

和

质量

有关．

Answer 1

分析：（1）本题是把铁块的重力势能转化成木桩陷进沙坑的深度来比较各铁块重力势能的大小的，这种研究问题的方法叫转换法；探究声音产生的条件，探究动能的影响因素等也都用到了转换法．
（2）比较B、C找出相同因素和不同因素，根据木桩陷进沙坑的深度比较重力势能的大小，结合控制变量法的思想写出实验结论．
（3）综合实验中的现象，总结出与重力势能相关的因素．

解答：解：（1）铁块的重力势能转化为木桩的动能，铁块的重力势能就越大，说明木桩获得的能量就越多，木桩陷入沙坑越深；
在探究声音产生的条件时，通过乒乓球的振动反映音叉的振动，在探究动能的影响因素时，通过推动木块移动的距离来反映动能的大小等也都用到了转换法．
（2）比较B、C，铁块质量相同，B铁块所处的高度大，木桩陷入沙的深度大，因此得出的结论是：物体的质量相同时，所处的高度越高，物体的重力势能越大．
（3）综合以上实验中的现象，可得出的结论是：物体的重力势能的大小跟物体的质量和高度有关．
故答案为：（1）木桩陷入沙的深度；探究声音产生的条件，探究动能的影响因素等．
（2）物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大．
（3）高度；质量．

点评：用控制变量法研究重力势能大小的影响因素，用转换法表示重力势能的大小，这是本实验中用到的最重要的两种方法，值得我们注意．