Question

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．在此实验中，我们是通过

木桩陷入沙坑的深度

来比较各铁块的重力势能大小的．
（1）若A、B两铁块质量相等，则铁块下落的高度关系是h_A

小于

h_B（填“大于”、“小于”或“等于”下同）；若B、C两铁块下落的高度相等，则两铁块的质量的关系是m_B

大于

m_C．
（2）本次探究实验中，运用了两种思维方法，它们是：a．

控制变量法

．b．

转换法

．

Answer 1

分析：铁块的重力势能越大，木桩陷入沙坑的深度越深，铁块的重力势能越小，木桩陷入沙坑的深度越浅；
（1）重力势能与物体的质量、物体被举起的高度有关，当高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；当质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大．分析图示实验现象，然后答题．
（2）实验时要应用控制变量法和转换法探究影响物体势能大小的因素．

解答：解：实验时可以通过木桩陷入沙坑的深度比较铁块重力势能的大小，木桩陷入沙坑的深度越大，铁块的重力势能越大，木桩陷入沙坑的深度越小，铁块的重力势能越小．
（1）①在质量相等时，铁块下落的高度越大，铁块的重力势能越大，木桩陷入沙坑的深度越大，由图示可知，B下面的木桩陷入沙坑的深度大，因此B铁块下落的高度大，A铁块下落的高度小，铁块下落的高度关系是h_A小于h_B；②铁块下落的高度相等时，铁块的质量越大，铁块的重力势能越大，木桩陷入沙坑的深度越大，由图示可知，铁块B下面的木桩陷入沙坑的深度大，C下面的木桩陷入沙坑的深度小，因此铁块B的重力大于铁块C的质量，m_B 大于m_C．
（2）实验通过控制铁块的质量相等而下落高度不同，或控制铁块下落的高度相同而质量不同进行实验，应用了控制变量法；实验通过木桩陷入沙坑的深度比较铁块重力势能的大小，把重力势能的大小转化为木桩陷入沙坑的深度大小，应用了转换法．
故答案为：木桩陷入沙坑的深度；（1）小于；大于；（2）控制变量法；转换法．

点评：本题考查了探究影响物体重力势能大小的因素，应用了控制变量法和转换法，要掌握控制变量法与转换法的应用．