Question

6．如图所示，小鹏用装有细砂的透明容器、小桌和质量不同的铁块做“探究物体的重力势能大小与质量是否有关”的实验．他的主要实验步骤如下：
①将桌面粘有少量橡皮泥的小桌水平放在细砂上，将质量为m₁=100g的铁块举高到距小桌面H₁=60cm高处自由释放，砸到小桌面上，用刻度尺测出桌腿进入细砂中的深度 h₁ 并记录在表格中．
②将细砂整理平整后再放上小桌．将质量为m₂=200g的铁块举高到距小桌面H₂=80cm高处自由释放，砸到小桌面上，用刻度尺测出桌腿进入细砂中的深度h₂并记录在表格中．
根据以上叙述，回答下列问题：
（1）在实验中通过观察桌腿陷入细沙中的深度 反映铁块具有的重力势能的大小．
（2）小鹏在该探究实验的操作过程中存在的主要问题是没有控制铁块举高到小桌面的高度不变（H₁≠H₂）．

Answer 1

分析 （1）我们学习物理时，对于一些看不见摸不着的现象，通常用一些非常直观的现象去认识，这种研究问题的方法叫转换法；
（2）掌握控制变量法在此实验中的应用，重力势能的大小与物体的质量和被举的高度有关，在探究重力势能与其中一个量的关系时，另一个量保持不变，改变要探究的量．

解答 解：（1）本实验中重力势能是看不见摸不着的，因此采用了转换法，把铁块重力势能的大小转换为桌腿陷入细沙中的深度，陷入细沙中的深度越深，重力势能就越大；
（2）本实验是探究物体的重力势能大小与质量是否有关，依据控制变量法，须控制影响重力势能大小的另一因素--铁块距小桌面的高度相同，由题中可知：H₁=60cm，H₂=80cm（H₁≠H₂）
故答案为：（1）桌腿陷入细沙中的深度；（2）没有控制铁块举高到小桌面的高度不变（H₁≠H₂）．

点评 本题重点考查了重力势能大小与哪些因素有关的实验，注意控制变量法和转化法在两个实验中的应用．