Question

（2011?江宁区二模）在探究重力势能与什么因素有关时，同学们经过讨论，提出如下猜想：重力势能的大小可能跟物体的质量有关；也可能跟物体的高度有关．下面是小明和小聪关于这个问题的讨论后的实验设计．
设计一：让质量为m的物体从不同高度落向插入沙坑中的木桩．
设计二：让质量为m和2m的两个大小不同的物体从同一高度落向插入沙坑中的木桩．
实验发现B比A插入得深，D比C插入得深，如图所示．请解答下列问题：
（1）要探究重力势能与高度的关系应选用

设计一

．
（2）根据设计二及实验结果的图示，可得出的结论是

在物体的高度一定时，质量越大，物体的重力势能也越大

．

Answer 1

分析：（1）影响物体重力势能大小的因素有多个，要探究重力势与高度的关系，应保证物体的质量相同．
（2）由图可知，两个质量不同的物体从同一高度下落，通过观察木桩陷入沙中的深度可知重力势能与质量的关系．

解答：解：（1）设计一是让质量相同的物体从不同高度落向插入沙坑中的木桩，通过木桩陷入沙中的深度来反映重力势能的大小，也就是探究重力势与高度的关系．
（2）分析图中C、D可知，在物体的高度一定时，质量越大，物体的重力势能也越大．
故答案为：（1）设计一；（2）在物体的高度一定时，质量越大，物体的重力势能也越大．

点评：在该实验探究中，是采用转换法和控制变量法来研究重力势与质量及高度的关系，解题的关键是要清楚研究一个影响因素时，必须保证其它的影响因素相同．