Question

如图所示是探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验装置．实验时，让重锤从高处自由下落，冲击小方桌，小方桌的桌腿是四根钉子，并放置在沙箱的沙面上．
（1）实验时通过观察______来判断物体重力势能的大小．
（2）比较图A和B是通过控制______来验证重力势能的大小与______的关系．
（3）要研究重力势能大小与质量的关系，应选择图中的______和______进行对比实验．

Answer 1

解：（1）通过实验可以知道，他是通过比较钉子进入沙堆的深浅来比较重力势能的大小的．钉子进入沙堆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）比较图中A和B可知，两次实验所用的物体质量相同，物体所处的高度不同，说明图中A和B是研究重力势能的大小与高度的关系的．
（3）根据控制变量法，要验证重力势能的大小与质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，符合条件的是C和D．
故答案为：（1）桌腿陷入沙中的深度；（2）质量；高度；（3）C；D．
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，比较图中A和B相同因素和不同因素，总结出研究的对象．
（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，从图中找出符合条件的图即可．
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．