Question

3．在探究“物体重力势能大小与物体质量的关系”时，小华设计了如图甲所示的实验装置．将两端开口、长约1m、粗细均匀的圆柱形玻璃管竖直固定在铁架台上，管内有可以上下移动的塑料块（塑料块与玻璃管内壁有适量的摩擦）．小华将一只钩码从管口由静止释放，钩码撞击塑料块后一起向下移动一段距离AB．取出钩码，换另一只质量不同的钩码从同一位置由静止释放．测量塑料块下移的距离BC，比较AB和BC，得出实验结果．
（1）测量AB距离如图乙所示，其值为2.20cm．
（2）本实验中通过塑料块下移的距离反映钩码重力势能的大小．
（3）指出小华实验过程中存在的两点不足①没有保持两次实验中钩码下落的高度相同；②两次实验次数太少．

Answer 1

分析 （1）测量物体长度时，一般从零刻度线量起，如果零刻度线磨损，从非零刻度线量起时，物体的长度要用物体末端对应的刻度值减去物体始端对应的刻度值来求得，读数时要估读到分度值的下一位．
（2）掌握转换法在实验中的应用，本实验通过钩码推动塑料块的距离来判断其重力势能的大小．
（3）在探究物体的重力势能与质量的关系时，要利用控制变量法的思路去控制物体的质量不同，让其他因素都相同去设计实验；为了使得出的实验结论具有普遍性，要多进行几次实验．

解答 解：
（1）由图知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm，即此刻度尺的分度值为1mm；左边塑料块A左侧与0刻度线对齐，右边塑料块B左侧与2.20cm对齐，所以AB间的距离为L=2.20cm．
（2）钩码推动塑料块移动的距离越大，说明其对塑料块做的功越多，则其具有的重力势能越大．
（3）要探究物体的重力势能与质量的关系，根据控制变量法的思路，就要控制钩码的高度不变，钩码的质量变化．通过泡沫塑料块下移的距离来反映钩码重力势能的多少．
要通过多次实验来比较物体的重力势能的大小的，使结论具有普遍性．
故答案为：（1）2.20；（2）塑料块下移的距离；（3）①没有保持两次实验中钩码下落的高度相同；②两次实验次数太少．

点评 本题考查了刻度尺的读数、重力势能大小影响因素的探究实验，注意转换法和控制变量法在该实验中的应用．