Question

8．被舉高的物體具有重力勢能，小明猜想重力勢能的大小可能與物體被舉高的高度和物體的重量有關(guān)．為了驗(yàn)證自己的猜想，小明進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：讓物體自由下落沖擊小方桌，小方桌的桌腿是四根釘子，并放置在沙箱的沙面上，如圖所示．

（1）他通過觀察桌腿陷入沙中的深度來判斷物體重力勢能的大小．
（2）比較圖中的A圖和B圖是通過控制質(zhì)量不變來驗(yàn)證重力勢能的大小與高度的關(guān)系．
（3）要驗(yàn)證重力勢能的大小與物體質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)選擇圖中的C和D的進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 （1）釘子進(jìn)入沙堆的深淺，體現(xiàn)了物體對其做功的多少．釘子進(jìn)入沙堆越深反映重錘了具有的重力勢能越大．這用到了轉(zhuǎn)換法．
（2）利用控制變量法，比較圖中A和B相同因素和不同因素，總結(jié)出研究的對象．
（3）利用控制變量法，要驗(yàn)證重力勢能的大小與質(zhì)量有關(guān)，需控制質(zhì)量其他的因素相同，只有質(zhì)量不同，從圖中找出符合條件的圖即可．

解答 解：（1）通過實(shí)驗(yàn)可以知道，他是通過比較釘子進(jìn)入沙堆的深淺來比較重力勢能的大小的．釘子進(jìn)入沙堆越深說明物體小方桌做的功越多，它原來具有的重力勢能越大．
（2）比較圖中A和B可知，兩次實(shí)驗(yàn)所用的物體質(zhì)量相同，物體所處的高度不同，說明圖中A和B是研究重力勢能的大小與高度的關(guān)系的．
（3）根據(jù)控制變量法，要驗(yàn)證重力勢能的大小與質(zhì)量有關(guān)，應(yīng)控制物體的高度相同，改變物體質(zhì)量的大小，符合條件的是C和D．
故答案為：（1）桌腿陷入沙中的深度；（2）質(zhì)量不變；高度；（3）C；D．

點(diǎn)評 該題考查了探究重力勢能與質(zhì)量和高度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，注意轉(zhuǎn)換法和控制變量法在該實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．