某同学利用图式装置研究重力势能与那些因素有关.他让静止的重锤从高处落下打击插在泡沫塑料块上的铁钉．(1)为判断重锤重力势能的大小.需要观察的现象是钉子进入泡沫塑料的深浅．(2)为研究重力势能的大小是否与物体所处的高度有关.实验中保持重锤的质量相同.高度不同．(3)为研究重力势能的大小是否与物体的质量有关.实验中保持重锤的高度相同.质量不同．(4)为� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

1．

某同学利用图式装置研究重力势能与那些因素有关，他让静止的重锤从高处落下打击插在泡沫塑料块上的铁钉．
（1）为判断重锤重力势能的大小，需要观察的现象是钉子进入泡沫塑料的深浅．
（2）为研究重力势能的大小是否与物体所处的高度有关，实验中保持重锤的质量相同，高度不同．
（3）为研究重力势能的大小是否与物体的质量有关，实验中保持重锤的高度相同，质量不同．
（4）为了进一步定量研究重力势能与这些因素之间的关系，他们用m表示重锤的质量，H表示重锤升起的高度，h表示铁钉进入泡沫塑料的深度，并将实验数据详细记录在下面的表格中．

实验序号	重锤质量 m/kg	重锤升起高度H/m	铁钉进入泡沫塑料深度h/m
1	0.1	0.6	0.024
2	0.1	0.9	0.030
3	0.2	0.3	0.024
4	0.2	0.6	0.035
5	0.3	0.3	0.030
6	0.3	0.4	0.035

a）分析比较实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：质量一定时，物体的高度越高，重力势能越大
b）分析比较实验序号1与4（或3与5）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：在高度相同的情况下，物体的质量越大，具有的重力势能就越大．
c）进一步分析比较表中的数据，可得：物体的重力势能大小与质量和高度有关，物体的质量越大，被举高度越大，重力势能越大．

分析（1）钉子进入沙堆的深浅，体现了物体对其做功的多少；钉子进入沙堆越深反映重锤了具有的重力势能越大，这用到了转换法；
（2）利用控制变量法，要验证重力势能的大小与高度有关，需控制质量其他的因素相同，只有高度不同；
（3）利用控制变量法，要验证重力势能的大小与质量有关，需控制质量其他的因素相同，只有质量不同；
（4）利用控制变量法，比较数据中相同因素和不同因素，总结出结论．

解答解：（1）通过实验可以知道，他是通过比较钉子进入泡沫塑料的深浅来比较重力势能的大小的．钉子进入泡沫塑料越深说明物体小方桌做的功越多，它原来具有的重力势能越大；
（2）运用控制变量法，研究重力势能的大小与物体所处的高度关系时，要保持重锤的质量相同，高度不同；
（3）运用控制变量法，研究重力势能的大小与物体的质量关系时，要保持重锤的高度相同，质量不同；
（4）a、比较实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据及观察到的现象可知，重锤的质量一定，重锤所处的高度越高，钉子进入沙堆越深，故可以得出结论：物体的质量一定时，物体的高度越高，重力势能越大；
b、比较实验序号1与4（或3与5）的数据及观察到的现象可知，重锤所处的高度一定，重锤的质量越大，钉子进入沙堆越深，故可以得出结论：物体的高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大；
c、进一步分析比较表中的数据，可得：物体的重力势能大小与质量和高度有关，物体的质量越大，被举高度越大，重力势能越大．
物体的质量越大，重力势能越大；高度越高，重力势能越大．
故答案为：（1）钉子进入泡沫塑料的深浅；（2）质量；高度；（3）高度；质量；（4）1与4（或3与5）；物体的重力势能大小与质量和高度有关，物体的质量越大，被举高度越大，重力势能越大．

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，注意转换法和控制变量法在该实验中的应用．