Question

7．张军同学在探究“重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中，找来质量分别为50g、100g、200g的三个小钢球、刻度尺和装满松软细砂子的木箱，按图情景进行实验；先将木箱中的细砂抹平，再让小钢球从距地面H处由静止释放，小钢球砸进细砂并陷入其中，测出小钢球在细砂中下陷的深度d和释放前小球的高度H，下表是他5次实验的数据．

实验序号	小钢球质量m/g	释放前小钢球高度H/cm	小钢球在细沙中下陷的深度d/cm
1	50	60	1.6
2	50	100	2.0
3	50	120	2.4
4	100	100	4.1
5	200	100	8.3

请回答下列问题：
（1）实验中他据钢球陷入细砂深度判断物体重力势能的大小； 
（2）分析表中序号1、2、3的实验数据，得出的结论是物体的重力势能的大小跟物体的高度有关，实验中，他使小球的质量保持不变；（3）分析表中序号为2、4、5的实验数据，得出的结论是物体的重力势能的大小跟物体的质量有关，实验中，他使小球释放前小钢球高度保持不变．

Answer 1

分析 （1）本题是把钢球的重力势能转化成陷进沙坑的深度来比较各钢球重力势能的大小的，这种研究问题的方法叫转换法；
（2）（3）综合实验结论，总结出与重力势能相关的因素，注意控制变量思想的运用．

解答 解：（1）下落过程中，钢球的重力势能转化为动能，钢球的重力势能越大，说明能对细砂做功就越多，钢球陷入细砂越深；
（2）1、2、3三次实验数据中，钢球的质量相同，钢球释放前的高度越高，陷入细砂的深度越大，得出的结论是：物体的重力势能的大小跟物体的高度有关．
（3）2、4、5三次实验数据中，钢球释放前的高度相同，钢球的质量越大，陷入细砂的深度越大，得出的结论是：物体的重力势能的大小跟物体的质量有关．
故答案为：（1）钢球陷入细砂深度；
（2）物体的重力势能的大小跟物体的高度有关；质量；
（3）物体的重力势能的大小跟物体的质量有关；释放前小钢球高度．

点评 （1）用控制变量法研究重力势能大小的影响因素，用转换法表示重力势能的大小；
（2）控制变量法实验结论的一般形式是：在xx相同（或一定）时，xx越xx，xx越xx；也可以写成：在xx相同（或一定）时，xx与xx成x比．