Question

15．為探究重力勢能的大小與什么因素有關(guān)，陳老師利用兩端開口的玻璃管、底面直徑與玻璃管內(nèi)部直徑相同的圓柱形泡沫及體積相同而質(zhì)量不同的立方體金屬塊，設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)中通過觀察泡沫的下降高度來判斷物體重力勢能的大小．
（2）要探究重力勢能大小與高度的關(guān)系應(yīng)選擇甲、丙進(jìn)行分析比較．（選填編號(hào)）
（3）圖甲和圖乙探究的問題是高度相同時(shí)，重力勢能的大小與質(zhì)量的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）該實(shí)驗(yàn)采用轉(zhuǎn)換法，通過觀察泡沫的下降高度來判斷物體重力勢能的大小；
（2）當(dāng)探究重力勢能與高度的關(guān)系時(shí)，必須保證物體的質(zhì)量相等；
（3）圖甲和圖乙中物體的質(zhì)量不同，但高度相同，所以探究的問題是重力勢能大小與質(zhì)量的關(guān)系．

解答 解：（1）重力勢能的大小無法直接觀察到，所以采用轉(zhuǎn)換法，通過觀察泡沫的下降高度來判斷重力勢能的大小；
（2）如果探究重力勢能與高度的關(guān)系，必須保證物體的質(zhì)量相等，而圖甲和圖丙使用的是同一物體，從不同高度落下，所以可以實(shí)現(xiàn)探究目的；
（3）由圖可知，圖甲和圖乙中物體不同，即質(zhì)量不同，但是從同一高度落下，所以探究的問題是高度相同時(shí)，重力勢能的大小與質(zhì)量的關(guān)系．
故答案是：（1）泡沫的下降高度；（2）甲、丙；（3）高度相同時(shí)，重力勢能的大小與質(zhì)量的關(guān)系．

點(diǎn)評(píng) 該題考查了探究重力勢能與質(zhì)量和高度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，考查了轉(zhuǎn)換法和控制變量法在該實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．