题目内容
13．
某实验小组同学找来一些实验器材，研究重力势能的大小与哪些因素有关．他们利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的圆柱体和正方体设计并进行了如图所示实验．（1）实验中通过观察方桌陷入沙中的深浅来判断物体重力势能的大小．
（2）要探究重力势能的大小与高度的关系应选择图甲和乙进行比较．
（3）图乙和图丙探究的问题是高度相同时，物体重力势能与质量的关系
（4）本实验所用的主要实验方法是转换法和控制变量法．
分析 （1）该实验采用转换法，通过观察方桌陷入沙中的深浅来判断物体重力势能的大小；
（2）当探究重力势能与高度的关系时，必须保证物体的质量相等；
（3）图乙和图丙中物体的质量不同，但高度相同，所以探究的问题是重力势能大小与质量的关系．
（4）分析图示实验，然后确定所用的实验方法．
解答 解：
（1）重力势能的大小无法直接观察到，所以采用转换法，通过观察方桌陷入沙中的深浅来判断重力势能的大小；
（2）如果探究重力势能与高度的关系，必须保证物体的质量相等，而图1和图2使用的是同一物体，从不同高度落下，通过探究可得质量相等时，物体越高，重力势能越大；
（3）由图可知，图乙和图丙中物体不同，即质量不同，但是从同一高度落下，所以探究的问题是高度相同时，重力势能的大小与质量的关系．
（4）本实验中主要采用的科学研究方法：转换法和控制变量法．
故答案是：
（1）方桌陷入沙中的深浅；（2）甲；乙；（3）高度相同时，物体重力势能与质量的关系；（4）转换法和控制变量法．
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，考查了转换法和控制变量法在该实验中的应用．
练习册系列答案
相关题目
如图是小明同学探究“平面镜成像特点”的实验情景：
4．在“测量小灯泡功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为10Ω．
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完整．
（2）连接好电路，闭合开关，小灯泡发光，但电压表示数为0，经检查，图中a、b根导线有一根断了，则该导线是a（填写字母）
（3）排除故障后，闭合开关，测量小灯泡额定功率，移动变阻器的滑片P，眼睛应先注视电压表的示数，然后读出另一电表示数，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为0.6W．
（4）在小灯泡正常发光时，再将滑片P向B移动到另一位置，则小灯泡的实际功率小于（选填“大于”、“小于”或“等于”）额定功率，受灯丝温度的影响，滑片向B端移动的过程中，电压表与电流表的比值变小（选填“变大”、“不变”或“变小”）．
（5）小乔还想探究“电路中电流与电阻的关系”，他断开开关，取下灯泡，先后把定值电阻接入原来灯泡的位置上进行实验，得到实验数据如下表所示，通过分析表中的数据，可知小乔存在的错误是没有控制定值电阻两端电压一定，小乔按照表中的实验顺序若要完成实验探究，应将滑动变阻器的滑片逐渐向B（选填“A”或“B”）端调节．
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完整．
（2）连接好电路，闭合开关，小灯泡发光，但电压表示数为0，经检查，图中a、b根导线有一根断了，则该导线是a（填写字母）
（3）排除故障后，闭合开关，测量小灯泡额定功率，移动变阻器的滑片P，眼睛应先注视电压表的示数，然后读出另一电表示数，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为0.6W．
（4）在小灯泡正常发光时，再将滑片P向B移动到另一位置，则小灯泡的实际功率小于（选填“大于”、“小于”或“等于”）额定功率，受灯丝温度的影响，滑片向B端移动的过程中，电压表与电流表的比值变小（选填“变大”、“不变”或“变小”）．
| 电阻 | 5 | 10 | 15 |
| 电流 | 0.30 | 0.20 | 0.15 |
1．
某同学探究浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积大小有什么样的关系，他利用弹簧测力计、烧杯、溢杯、石块、水等，按如图所示的步骤进行实验操作：
①用弹簧测力计测出小石块所受的重力．
②用弹簧测力计测出空烧杯所受的重力．
③把石块浸没在盛满水的溢杯里，用空烧杯承接从杯中溢出的被排开的水，读出此时弹簧测力计的示数．
④用弹簧测力计测出承接了水后烧杯和水受到的总重力．
（1）请你帮助该同学完成下表（单位：N）
（2）从这个实验，可以得出的结论是物体受到的浮力等于物体排开液体的重力，这个实验也就验证了阿基米德原理．
（3）在探究浮力的大小与那些因素有关时，需要我们选用不同的液体进行多次实验，其目的是A．
A．寻找普遍规律 B．取平均值较小误差．
某同学探究浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积大小有什么样的关系，他利用弹簧测力计、烧杯、溢杯、石块、水等，按如图所示的步骤进行实验操作：①用弹簧测力计测出小石块所受的重力．
②用弹簧测力计测出空烧杯所受的重力．
③把石块浸没在盛满水的溢杯里，用空烧杯承接从杯中溢出的被排开的水，读出此时弹簧测力计的示数．
④用弹簧测力计测出承接了水后烧杯和水受到的总重力．
（1）请你帮助该同学完成下表（单位：N）
| 石块受到的重力 | 空烧杯受到的重力 | 石块浸没水中时弹簧测力计和示数 | 空烧杯和水受到的总重力 | 石块受到的浮力 | 排开的水受到的重力 |
（3）在探究浮力的大小与那些因素有关时，需要我们选用不同的液体进行多次实验，其目的是A．
A．寻找普遍规律 B．取平均值较小误差．
18．
美国被称为“龙卷风之乡”，平均每天就有5个，不仅数量多，而且强度大，龙卷风实质是高速旋转的气流，它能把地面上的物体或人“吸”起卷入空中，如图所示，龙卷风能“吸”起物体的主要原因是（ ）
美国被称为“龙卷风之乡”，平均每天就有5个，不仅数量多，而且强度大，龙卷风实质是高速旋转的气流，它能把地面上的物体或人“吸”起卷入空中，如图所示，龙卷风能“吸”起物体的主要原因是（ ）| A． | 龙卷风增大了空气对物体的浮力 | |
| B． | 龙卷风使物体受到的重力减小 | |
| C． | 龙卷风中心区域的气压远小于外部的气压 | |
| D． | 龙卷风中心区域的气压远大于外部的气压 |
3．小明观察自行车飞轮发现，自行车轮胎上刻有花纹，它的轴承用了滚动轴承，这两种做法的目的是（ ）
| A． | 都是为了增大摩擦 | |
| B． | 都是为了减小摩擦 | |
| C． | 前者为了增大摩擦，后者为了减小摩擦 | |
| D． | 前者为了减小摩擦，后者为了增大摩擦 |