Question

如图所示，学下小组的同学在探究“物体的重力势能的大小跟哪些因素有关”时，设计了以下实验：
实验方案：三个相同的木桩插在沙坑里，露出沙坑的高度相同，如甲图所示．取三个铁块从空中静止释放后撞击木桩，木桩陷入沙坑，如乙图所示．
（1）在此实验中，我们可以通过观察______来比较铁块重力势能的大小．
（2）若h_A=h_B＞h_C，m_A＜m_B=m_C，如图乙所示：
比较A、B情况，说明______．
比较B、C情况，说明______．
（3）实验得出的结论是：物体重力势能的大小跟物体的______和______有关．

Answer 1

【答案】分析：（1）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；
（2）①比较A、B找出相同因素和不同因素，根据木桩陷进沙坑的深度比较重力势能的大小，结合控制变量法的思想写出实验结论；
②比较B、C找出相同因素和不同因素，根据木桩陷进沙坑的深度比较重力势能的大小，结合控制变量法的思想写出实验结论．
（3）综合（2）中的两条实验结论，总结出与重力势能相关的因素．
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）①比较A、B，铁块所处的高度相同，B铁块质量大，木桩陷入沙的深度大，因此得出的结论是：物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大；
②比较B、C，铁块质量相同，B铁块所处的高度大，木桩陷入沙的深度大，因此得出的结论是：物体的质量相同时，所处的高度越高，物体的重力势能越大．
（3）综合以上两点，可得出的结论是：物体的重力势能的大小跟物体的质量和高度有关．
故答案为：（1）木桩陷入沙的深度；
（2）①物体的质量相同时，所处的高度越高，物体的重力势能越大；
②物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大．
（3）高度、质量．
点评：（1）用控制变量法研究重力势能大小的影响因素，用转换法表示重力势能的大小；
（2）控制变量法实验结论的一般形式是：在（ ）相同（或一定）时，（ ）越（ ），（ ）越（ ）；也可以写成：在（ ）相同（或一定）时，（ ）与（ ）成（ ）比．