Question

在研究物体的“重力势能和高度因素”有关时，三个相同的木桩被从空中静止的三个的铁块从不同的高度落下撞击，陷入沙坑的情况如图所示，在此实验中：
（1）我们是通过观察______来比较各铁块重力势能的大小的．
（2）在准备实验器材的时候，需要的三个质量______（相同/不同）的铁球，这样作的目的是：______
（3）从实验的结果来看：可以得出的结论是：______．

Answer 1

【答案】分析：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；让三铁块的质量相同，是利用的控制变量法．
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；
（2）在探究重力势能大小与高度的关系时，应控制三个铁块的质量相同，即可以让相同质量的铁块从不同高度下落，从而达到研究物体重力势能和物体被举高高度的关系；
（3）由图可知，把木桩打进沙坑里的深度分别是：B最深，C次之，A最浅，所以B的重力势能最大，A的重力势能最小，由于三个铁块的质量相同，只是下落的高度不同，所以本实验研究的是：物体重力势能的大小与物体被举高的高度有关．
故答案为：（1）木桩陷进沙坑的深度；
（2）相同；控制铁块的质量相同，来改变铁块下落的高度，研究物体重力势能和物体被举高高度的关系；
（3）物体重力势能的大小和物体被举高的高度有关．
点评：解决此类问题时，通常是利用转换法和控制变量法来探究物体的重力势能的大小与质量和高度的关系．