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被举高的物体具有重力势能，小明猜想重力势能的大小可能与物体被举的高度和物体的质量有关．为了验证自己的猜想，小明进行了如下实验：让物体自由下落冲击小方桌，小方桌的桌腿是四根钉子，并放置在沙箱的沙面上．如图所示．
（1）他通过观察来判断物体重力势能的大小．
（2）比较图中A和B是通过控制来验证重力势能的大小与的关系．
（3）要验证重力势能的大小与质量有关，应选择图中的和进行对比实验．
（4）你还可以用什么简单的方法验证重力势能与高度有关：．

解：（1）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较钉子进入沙堆的深浅来比较重力势能的大小的．钉子进入沙堆越深说明物体小方桌做的功越多，它原来具有的重力势能越大．
（2）比较图中A和B可知，两次实验所用的物体质量相同，物体所处的高度不同，说明图中A和B是研究重力势能的大小与高度的关系的．
（3）根据控制变量法，要验证重力势能的大小与质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，符合条件的是C和D．
（4）验证重力势能与高度有关时，也可以将同一个铅球从不同高度自由落在地上，比较其将地面砸的坑的深浅．
故答案为：
（1）钉子进入沙堆的深浅；（2）质量不变；高度；（3）C；D；（4）用铅球砸地、用小钢珠砸橡皮泥等．（只要符合题意均可）
分析：（1）钉子进入沙堆的深浅，体现了物体对其做功的多少．钉子进入沙堆越深反映了小球具有的重力势能越大．这用到了转换法．
（2）利用控制变量法，比较图中A和B相同因素和不同因素，总结出研究的对象．
（3）利用控制变量法，要验证重力势能的大小与质量有关，需控制质量其他的因素相同，只有质量不同，从图中找出符合条件的图即可．
（4）要想用简单的方法验证重力势能与高度有关，需控制高度以外的因素相同，只有高度不同．取材方便、操作简单、现象明显均可．
点评：在设计实验和写结论时常用控制变量法来分析．在研究物理量的变化时常用转换法来分析．

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19、在生活、生产中我们常遇到下面事例：打夯时夯锤被高高抛起又下落，砸在工作面上；打桩机打桩时重锤被高高拉起又下落，打在桩面上…
（1）请你再举一个类的事例：

铁匠将铁锤举高后打击铁块来改变铁块的形状

；
（2）这些事例涉及到的共同物理知识是：

利用力可以改变物体的形状或被举高的物体具有重力势能

；
（3）小军看到打桩机，思考“重锤对地面打击力的大小与什么因素有关”的问题，并提出猜想一：打击力的大小与重锤的质量有关．请你另提出一个猜想二：打击力的大小与

举高的高度有关

有关；
（4）小军找来排球和足球模拟“打桩”来验证猜想一．设计实验方案如下：
a．用台秤分别称出排球和足球质量m₁、m₂；
b．在光滑平整的地板上放一张白纸，在白纸上叠放一张复写纸．将排球从纸的正上方一定高度静止下落，排球打在复写纸上，在白纸上留下打击的复写印迹．记为“印迹l”；
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d．如何利用台称较准确地测出排球和足球的打击力F₁、F₂的大小？小军有点为难，请你完成测出F₁、F₂的方案：

将排球和足球印迹纸分别放在台秤上，并分别用排球和足球用手下压到与印迹完全相同，读出台秤的示数，就得到F₁、F₂的大小

；
（5）请对小军的实验方案作出评估：

没有控制两球下落高度相同或测量F₁、F₂时不易操作或没有进行多次测量等

．

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