Question

18．如圖所示，甲、乙兩位同學(xué)用裝有細(xì)沙的容器、三腳小桌和質(zhì)量不同的木塊做“探究重力勢能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗．
（1）該實驗是通過觀察比較小桌在沙子中下陷的深度來間接判斷物體重力勢能大小的．
（2）若要探究物體重力勢能大小與物體高度的關(guān)系，請簡要說明具體做法讓同一木塊從不同高度自由下落，比較小桌的腳陷入細(xì)沙中的深度．
（3）甲、乙兩位同學(xué)又做了“探究物體所受重力的大小與質(zhì)量的關(guān)系”實驗，甲同學(xué)用彈簧測力計測量鉤碼所受重力大小，讀數(shù)時他讓鉤碼保持靜止?fàn)顟B(tài)．他分別測出一個鉤碼、兩個鉤碼、三個鉤碼的重力大小后，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：物體所受重力的大小與它的質(zhì)量成正比．乙同學(xué)取了質(zhì)量不同的蘋果、小木塊、小鐵球各一個，并分別測出它們的質(zhì)量和重力，來探究物體所受重力大小與質(zhì)量的關(guān)系．你認(rèn)為乙同學(xué)的做法C．
A．不合理，因為他沒有用同種物質(zhì)的物體做實驗
B．不合理，因為他沒有使物體的質(zhì)量成整數(shù)倍變化
C．合理，因為他同樣可以得到的物體所受重力大小與質(zhì)量的關(guān)系
D．合理，因為他的操作比甲同學(xué)更簡便．

Answer 1

分析 （1）此實驗通過小桌陷入沙子中的深度來判斷重力勢能的大小，在此實驗中的應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法；
（2）控制變量法在此實驗中的應(yīng)用，重力勢能與物體的質(zhì)量和被舉高度有關(guān)，在探究重力勢能與其中一個量的關(guān)系時，另一個量保持不變，改變要探究的量．
（3）要探究物體所受重力的大小與質(zhì)量的關(guān)系，根據(jù)G=mg知，重力與物質(zhì)的密度無關(guān)．

解答 解：（1）由題意知，實驗是通過觀察比較小桌在沙子中下陷的深度來間接判斷物體重力勢能大小的；
（2）若要探究物體重力勢能大小與物體高度的關(guān)系，則需讓同一木塊從不同高度下落，比較小桌下陷的深度．
（3）要探究物體所受重力的大小與質(zhì)量的關(guān)系，必須改變物體的質(zhì)量．質(zhì)量不同的蘋果、小木塊、小鐵球的材料雖不同，也可得出重力和質(zhì)量的關(guān)系，但相對于甲并不是更簡便，所以乙同學(xué)的做法合理．故ABD錯誤，C正確．
故答案為：（1）小桌在沙子中下陷的深度；（2）讓同一木塊從不同高度自由下落，比較小桌的腳陷入細(xì)沙中的深度；（3）C．

點評 此題考查了重力勢能大小與哪些因素有關(guān)的實驗．注意控制變量法和轉(zhuǎn)化法在兩個實驗中的應(yīng)用．