Question

【题目】小然同学在做“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验时，如图设计了以下实验：三个相同的木桩插在沙中，露出沙面的高度相同，取三个铁块从空中静止释放后撞击木桩，木桩陷入沙中。

（1）要研究重力势能与质量的关系，我们要选择______ (选填“1”、“2”或“3”)两图来进行比较。

（2）选择1和2两图来进行比较。得出的结论是：__________。

（3）物理研究的方法有许多，如等效替代法、类比法、转换法、控制变量法：本实验主要运用了两种研究方法，一是控制变量法：二是_________法，就是用________来表示铁块重力势能的大小。

（4）如图所示，另一小组的小蝶同学在做“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验时，将体积相同质量不同的两个金属球从同一高度释放， 目的是探究金属球重力势能的大小与质量的关系，他观察到两个杯口上方的纸都被砸破了，没有比较出两个金属球重力势能的大小。

为了能够从实验现象中比较出两个金属球重力势能的大小，你将如何改进这个实验?改进方法：用_______代替纸杯；改进后的实验可以通过观察_________来比较金属球重力势能的大小。

Answer 1

【答案】1、3 当高度相同时，物体质量越大，重力势能越大 转换法 木桩陷入沙坑深度 沙坑 沙坑凹陷程度

【解析】

(1)[1]根据控制变量法可知，要研究重力势能与质量的关系，应保证高度相同，则应选择1、3两图来进行比较；

(2)[2]选择1和2两图来进行比较，铁块质量相同，下落高度不同，根据木桩插入深度对比可知，当质量相同时，物体高度越高，具有的重力势能越大；

(3)[3][4]本实验通过木桩被撞击后陷入沙坑深度来反映物体所具有的重力势能大小，该方法为转化法；

(4)[5][6]可以用沙坑代替纸杯，通过观察沙坑被撞击后的凹陷程度来比较金属球的重力势能的大小。