题目内容
【题目】小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；
猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关；
猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关。
为此小夏设计了如图10所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。
实验数据如下表：
实验 序号 | 铅球 代号 | 铅球质量 /g | 下落高度 /m | 陷入沙坑 的深度/m |
① | A | 200 | 0.5 | 0.1 |
② | B | 400 | 0.5 | 0.25 |
③ | C | 200 | 1 | 0.2 |
④ | D | 200 | 1 | 0.2 |
(1)本实验中，采用的探究问题的方法有________。(写出一种方法即可)
(2)本实验中，铅球的重力势能大小是通过________来反映的。
(3)为验证猜想二，应比较________(填实验序号)。得到的结论是：当物体质量相同_______。
(4)比较③④，得到的结论是__________
【答案】控制变量法（转换法） 陷入沙坑的深度 ①③ 下落高度越高，重力势能越大 重力 势能大小与运动路径无关
【解析】
第一空．通过比较陷入沙坑的深度来反映能量大小应用了转换法；控制铅球质量不变改变高度，控制高度不变改变铅球质量，应用了控制变量法；
第二空．通过比较陷入沙坑的深度从而反映重力势能大小，重力势能越大陷入深度越深；
第三空．为验证重力势能与高度的关系，故应控制物体质量相同,改变高度，则应比较①③实验数据；
第四空．由实验数据可得到，物体质量相同时,高度越高，陷入深度越深，则物体的重力势能越大.由此可得结论:物体质量相同时，下落高度越高，重力势能越大；
第五空．实验③④仅下降路径不同，其他条件均相同，故由实验数据可得重力势能大小与运动路径无关。
