题目内容

1．为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验．
（1）实验中通过观察小方桌陷入沙中的深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图1和图2进行分析比较．
（3）图2和图3探究的问题是重力势能的大小与质量的关系．
（4）本实验中主要采用的科学研究方法：转换法和控制变量法．

分析 （1）该实验采用转换法，通过观察方桌陷入沙中的深浅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2和图3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．
（4）分析图示实验，然后确定所用的实验方法．

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，通过观察方桌陷入沙中的深浅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1和图2使用的是同一物体，从不同高度落下，通过探究可得质量相等时，物体越高，重力势能越大；
（3）由图可知，图2和图3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．
（4）本实验中主要采用的科学研究方法：转换法和控制变量法．
故答案为：（1）小方桌陷入沙中的深度；（2）2；（3）重力势能的大小与质量的关系；（4）控制变量法．

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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