Question

4．如图所示，学习小组的同学在探究“物体的重力势能的大小跟哪些因素有关”时，设计了以下实验：
实验方案：三个相同的木桩插在沙坑里，露出沙坑的高度相同，如甲图所示．取三个铁块从空中静止释放后撞击木桩，木桩陷入沙坑，如乙图所示．其中h_A=h_B＞h_C，m_A＜m_B=m_C．
（1）我们可以通过观察木桩陷入沙坑的深度来判断重力势能的大小，以下实验中，与本实验这步类似是C
A．探究蒸发快慢与什么表面积是否有关时，保持温度，流速不变
B．学习光的三原色时，与颜料三原色做比较
C．探究影响动能大小因素时，以木块被撞距离作为判断依据
D．学习热机时，用热机模型来研究
（2）如图乙所示：
比较A、B情况，说明物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大；比较B、C情况，说明物体的质量相同时，所处的高度越高，物体的重力势能越大．

Answer 1

分析 （1）本题是把铁块的重力势能转化成木桩陷进沙坑的深度来比较各铁块重力势能的大小的，这种研究问题的方法叫转换法；分析每个选项用到的方法，探究动能的影响因素等也都用到了转换法；
（2）①比较A、B找出相同因素和不同因素，根据木桩陷进沙坑的深度比较重力势能的大小，结合控制变量法的思想写出实验结论；
②比较B、C找出相同因素和不同因素，根据木桩陷进沙坑的深度比较重力势能的大小，结合控制变量法的思想写出实验结论．

解答 解：
（1）铁块的重力势能转化为木桩的动能，铁块的重力势能就越大，说明木桩获得的能量就越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小；
A．探究蒸发快慢与什么表面积是否有关时，保持温度，流速不变，用到了控制变量法；
B．学习光的三原色时，与颜料三原色做比较，用到了类比法；
C．探究影响动能大小因素时，以木块被撞距离作为判断依据，通过木块被撞距离的长短表示动能的大小，用到了转换法；
D．学习热机时，用热机模型来研究，用到了模型法．
故选C．
（2）比较A、B情况，物体处的高度相同时，物体质量越大，桩陷进沙坑的深度越深，说明物体的重力势能越大，
研究重力势能与高度的关系时，应控制物体的质量相同，只让高度变化，被举高的高度越高，桩陷进沙坑的深度越深，重力势能越大，所以应比较B、C情况．
故答案为：（1）木桩陷入沙坑的深度；C；（2）物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大；物体的质量相同时，所处的高度越高，物体的重力势能越大．

点评 本题探究物体的重力势能的大小跟哪些因素有关，考查研究方法的运用，体现了对过程和方法的考查，有一定的综合性．