Question

在课外兴趣小组活动中，小明想验证重力势能与高度的关系：他在水平地面上铺一张纸，将蓝球表面涂黑，使蓝球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示．球从较高处下落形成的圆斑是图中

B

（选填“A”或“B”），你判断的依据是

质量一定时，物体举得越高，具有的重力势能越大，到达地面时，形变也大

．爱动脑筋的小明发现，篮球落地后反弹的高度每次也不相同，那么篮球由静止开始下落，反弹的高度究竟与哪些因素有关呢？小明与大家一起对这个问题进行了讨论，提出了不同的猜想．
猜想1：篮球反弹的高度可能与球的型号有关；  
猜想2：篮球反弹的高度可能与下落的高度有关；
猜想3：篮球反弹的高度可能与地面材料有关．
于是，小明用两只充足气的#7（标准男子）、#6（标准女子）篮球及刻度尺，在水泥地面和木制地板上进行了实验．通过实验，得到的实验数据如下表：

实验序号	球的型号	下落高度/cm	地面材料	反弹高度/cm
1	#7	120	木质	80
2	#7	120	水泥	90
3	#7	150	水泥	110
4	#6	120	木质	80

（1）要验证猜想2，需要选用实验序号为

2

、

3

的两组数据进行分析．
（2）通过他的实验数据，可得到的结论是：篮球反弹的高度与

下落的高度、地面材料

有关； 与

球的型号

无关．

Answer 1

分析：皮球从高空落下是重力势能转化为动能，落到地面时发生弹性形变，动能转化为弹性势能，形变越明显，说明皮球的弹性势能越大．
（1）要验证猜想2，即篮球反弹高度和下落高度的关系，就要采用控制变量法控制球的型号和地面材料一定，而下落高度不同；
（2）采用控制变量法，分析1和2得出篮球反弹高度和地面材料的关系，分析2和3得出篮球反弹高度和下落高度的关系，分析1和4得出篮球反弹高度和篮球型号的关系．

解答：解：球从较高处落下，即球的重力势能较大，落地时转化成的弹性势能也越大，皮球发生的弹性形变就越明显，留下的圆斑也就越大，故应该是B圆斑．
（1）要探究篮球反弹的高度与下落高度的关系，就要保证地面材料和篮球型号相同，让下落高度不同，2和3符合题意；
（2）通过分析1和2可知，在篮球型号、下落高度一定时，地面材料不同，篮球的反弹高度是不同的，说明篮球的反弹高度与地面材料有关；
通过分析2和3可知，在篮球型号、地面材料一定时，下落高度越大，篮球的反弹高度越大，说明篮球的反弹高度与下落高度有关；
通过分析1和4可知，在地面材料、下落高度一定时，篮球型号不同，篮球的反弹高度是相同的，说明篮球的反弹高度与篮球型号无关．
故答案：B；质量一定时，物体举得越高，具有的重力势能越大，到达地面时，形变也大；
（1）2；3；
（2）下落的高度、地面材料； 球的型号．

点评：本题综合考查了重力势能的影响因素、动能与势能的转化、弹性势能的影响因素的多个机械能的相关知识点，以及使用控制变量法探究实验的能力和分析实验数据得出结论的能力，综合性强，对学生的思维能力就有较高的要求．