Question

5．在学习势能知识时，小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下两个因素有关：物体高度、物体质量大小．为了证明自己的猜想，他对“重力势能大小与物体高度之间关系”进行了探究．小明把橡皮泥平铺在水平面上，让同一个金属球从不同高度自由下落，记录结果如表所示：
①小明同学依据橡皮泥的凹痕程度判断重力势能的大小；

实验次数	玻璃橡皮泥高度/米	凹痕程度
1	0.5	很浅
2	1.0	比较浅
3	2.0	比较深
4	4.0	很深

②通过分析实验数据和现象，可以得出的实验结论是质量相同时，高度越高，重力势能越大；
③若想对物体质量大小是否影响重力势能大小进行探究，你认为，实验方案设计中，应控制高度保持不变．

Answer 1

分析 （1）重力势能的大小跟物体的质量和被举的高度有关；
对于质量相同的物体，高度越高，其重力势能越大；
对于高度相同的物体，质量越大，其重力势能越大．
（2）重力势能的大小与多个因素有关，应采用控制变量法；
重力势能的大小目前不能计算，只能采用定性的分析从而获取它们之间的关系；
为了比较重力势能的大小，可以通过物体对外做功的情况反映，即观察橡皮泥凹痕程度，这种方法称为转换法．

解答 解：（1）从表中数据可以分析得到：重力势能越大，橡皮泥凹痕的程度越大；
（2）本实验中是控制物体的质量相同，改变了物体的高度，观察橡皮泥凹陷的程度，得到重力势能的大小，通过分析实验数据和现象，可以得出的实验结论是质量相同，高度越高重力势能越大；
（3）根据控制变量法，若想验证质量与重力势能的关系必须控制物体的高度相同．
故答案为：
（1）橡皮泥的凹痕程度；（2）质量相同，高度越高重力势能越大；（3）高度．

点评 考查了重力势能与什么因素有关，注意实验中的研究方法：控制变量法、转换法．