Question

小明知道物体重力势能大小与物体的质量和所处的高度有关，在探究“物体重力势能与物体所处的高度的关系”实验中，所用的部分器材是：金属小球、刻度尺、铁架台、口径较大的塑料盒各一个．
（1）要完成该实验，还需要什么器材？

 

．
（2）用什么信息来间接反映物体重力势能的大小？

 

．
（3）该实验需要测三组数据，物体下落高度的预设有甲、乙、丙三种方案．
甲“10cm、15cm、20cm；乙：20cm、40cm、60cm；丙：40cm、50cm、60cm．
相对来说，哪个方案最好？

 

．理由是：

 

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（4）某实验小组得到的探究结论是：物体所处的高度越高，重力势能越大，请你对这个结论进行评估．

 

．

Answer 1

分析：（1）用所砸沙坑的深浅反映重力势能的大小．需要反映重力势能的器材．
（2）用所砸沙坑的深浅反映重力势能的大小．所砸沙坑越深，重力势能越大．
（3）在探究重力势能和下落高度的关系时，要改变高度，为了体现高度的变化最好是高度的变化大，且成倍数的改变．
（4）影响重力势能大小的因素是质量和被举高度，在探究重力势能和其中一个因素的关系时，要采用控制变量法控制另外一个因素不变．

解答：解：（1）因为需要反映重力势能的大小装置，根据物体所砸沙坑的深浅来反映重力势能，所以需要的器材：细沙（足够多）．
（2）因为物体下落砸沙坑时，砸的沙坑越深，重力势能越大，所以用所砸沙坑的深浅反映重力势能的大小．
（3）在探究重力势能和下落高度的关系时，根据控制变量法，要控制物体的质量不变，改变物体所处的高度，但为了体现高度的变化最好是高度的变化大，且成倍数的改变；故相对来说，乙方案最好．
（4）因为影响重力势能大小的因素是质量和被举高度，根据控制变量法在得出的结论时必须先强调条件，所以某实验小组得到的探究结论不够完整，应先说明这个结论成立的条件，即：在物体的重力相同的条件下，物体所处的高度越高，重力势能越大．
故答案为：（1）细沙（足够多）；（2）用所砸沙坑的深浅反映重力势能的大小；（3）乙方案的数据高度的变化大，且成倍数的改变高度；（4）应说明这个结论成立的条件．

点评：本题是考查使用控制变量法进行实验的能力，控制变量法是初中物理接触到的最多的探究方法，也是中考的重点．