Question

10．在探究“物体的重力势能与哪些因素有关”的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击后，陷入沙坑中的情况如图所示．
（1）在此实验中，我们是通过木桩陷入沙坑中的深浅程度来比较各铁块的重力势能大小的．
（2）若A、B两铁块质量相等，则铁块下落的高度关系是 h _A＜h _B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；若B、C两铁块下落的高度相等，则两铁块质量的关系 m _B＞ m _C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．

Answer 1

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．

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根据图A、B可知，B撞击木桩陷入沙坑的深度大，说明B的重力势能大，若A、B两铁块质量相等，则A下落的高度小于B，即 h _A＜h _B；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；
②根据图B、C可知，B撞击木桩陷入沙坑的深度大，说明B的重力势能大，若B、C两铁块下落的高度相等，则铁块B的质量大于C的质量，即 m _B＞m _C；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．
故答案为：
（1）木桩陷入沙坑中的深浅程度；
（2）＜；物体的质量相同时，所处的高度越高，物体的重力势能越大；＞；物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大．

点评 解决此类问题时，通常是利用转换法和控制变量法来探究物体的重力势能的大小与质量和高度的关系．