Question

9．（1）在探究“物體的重力勢能與什么因素有關”時，小雨提出了如下猜想：

猜想一：物體的重力勢能可能與物體的質量有關；
猜想二：物體的重力勢能可能與物體所在的高度有關．
為此他設計了如圖1所示的實驗裝置．將兩端開口、長約1m、粗細均勻的圓柱形玻璃管豎直固定在鐵架臺上將粗細適宜的圓柱形泡沫塑料塊置于玻璃管內(nèi)O點處（塑料塊與玻璃管內(nèi)壁有適量的摩擦）；其他器材還有：刻度尺、一組系有細線的質量不等的鉤碼、用于調整泡沫塑料塊回到O點位置的木棒．
請你幫助小雨回答下列問題：探究“猜想一”時，應使用質量不同（選填“相同”或“不同”）的鉤碼從相同（選填“相同”或“不同”）的高度在玻璃管內(nèi)由靜止下落，去沖擊O點的泡沫塑料塊，然后用刻度尺分別測量每次泡沫塑料塊下移的距離；從而比較出重力勢能的大�。�
（2）小明利用如圖2所示裝置進行“探究動能大小的影響因素”實驗．用兩根細繩將小球懸掛起來，拉起小球，當細繩與豎直方向成θ角后松手，小球撞擊水平木板上的木塊，記下木塊移動的距離s．改變角度θ的大小，重復實驗．
利用如圖2所示兩根細繩懸掛小球，而不用一根細繩，其好處是便于控制小球的撞擊方向；本實驗探究的問題是物體的動能大小與速度的關系；利用圖2實驗裝置，同時還可以探究的問題是重力勢能大小與高度的關系．

Answer 1

分析 （1）由于物體的重力勢能與兩個因素有關，因此在探究時，要用到控制變量法．在探究物體的重力勢能與質量的關系時，要利用控制變量法的思路去控制物體的質量不同，讓其他因素都相同去設計實驗．
（2）根據(jù)三角形的穩(wěn)定性進行分析；分析實驗中不變的量和改變的量，得出探究的因素；通過改變小球下落的高度，可以改變小球的重力勢能，通過小球做功的多少來反映重力勢能的大小，從而得出結論．

解答 解：（1）要探究物體的重力勢能與質量的關系，根據(jù)控制變量法可知，就要控制鉤碼的高度不變，改變鉤碼的質量；鉤碼由靜止下落，去沖擊O點的泡沫塑料塊，通過測量泡沫塑料塊下移的距離來反映鉤碼重力勢能的多少．
（2）若用一根細繩，小球的擺動方向會不穩(wěn)定，利用如圖兩根細繩懸掛小球，便于控制小球的撞擊方向，便于碰準木塊；
實驗中小球質量一定，小球擺動的角度不同，撞擊木塊時的速度不同，所以本實驗探究的問題是物體的動能大小與速度的關系；
細繩與豎直方向成的θ角不同，則小球下落的高度不同，通過對木塊做功的多少，可以判斷小球重力勢能的大小，所以該實驗可以探究重力勢能與高度的關系．
故答案為：（1）不同；相同； 每次泡沫塑料塊下移的距離；
（2）便于控制小球的撞擊方向；速度；重力勢能大小與高度的關系．

點評 此題是探究動能大小的影響因素實驗，注意控制變量法的應用，在分析時，要分析控制的量和改變的量，同時也考查了學生對各實驗的掌握．