题目内容

15．为探究重力势能的大小与什么因素有关，陈老师利用两端开口的玻璃管、底面直径与玻璃管内部直径相同的圆柱形泡沫及体积相同而质量不同的立方体金属块，设计了如图所示实验．
（1）实验中通过观察泡沫的下降高度来判断物体重力势能的大小．
（2）要探究重力势能大小与高度的关系应选择甲、丙进行分析比较．（选填编号）
（3）图甲和图乙探究的问题是高度相同时，重力势能的大小与质量的关系．

分析 （1）该实验采用转换法，通过观察泡沫的下降高度来判断物体重力势能的大小；
（2）当探究重力势能与高度的关系时，必须保证物体的质量相等；
（3）图甲和图乙中物体的质量不同，但高度相同，所以探究的问题是重力势能大小与质量的关系．

解答 解：（1）重力势能的大小无法直接观察到，所以采用转换法，通过观察泡沫的下降高度来判断重力势能的大小；
（2）如果探究重力势能与高度的关系，必须保证物体的质量相等，而图甲和图丙使用的是同一物体，从不同高度落下，所以可以实现探究目的；
（3）由图可知，图甲和图乙中物体不同，即质量不同，但是从同一高度落下，所以探究的问题是高度相同时，重力势能的大小与质量的关系．
故答案是：（1）泡沫的下降高度；（2）甲、丙；（3）高度相同时，重力势能的大小与质量的关系．

点评 该题考查了探究重力势能与质量和高度的关系的实验，考查了转换法和控制变量法在该实验中的应用．

练习册系列答案
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