Question

11．在研究物體的重力勢能與哪些因素有關(guān)的實驗中，三個相同的木樁被從空中靜止釋放的鐵塊撞擊，陷入沙坑中的情況如圖所示．在此實驗中，我們是通過觀察木樁陷入沙坑的深度來比較各鐵塊重力勢能的大小．若A、B兩鐵塊質(zhì)量相等，則兩鐵塊下落高度的關(guān)系是h_A＜h_B．若A、C兩鐵塊下落的高度相同，則兩鐵塊的質(zhì)量關(guān)系是m_A＜m_C．（選填“＞”“＜”或“=”），實驗得出的結(jié)論是：物體重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）本題是把鐵塊的重力勢能轉(zhuǎn)化成木樁陷進沙坑的深度來比較各鐵塊重力勢能的大小的，這種研究問題的方法叫轉(zhuǎn)換法；
（2）重力勢能的大小與物體的質(zhì)量，物體被舉起的高度有關(guān)，當高度相同時，物體的質(zhì)量越大，重力勢能越大；當質(zhì)量相同時，物體被舉得越高，重力勢能越大，結(jié)合圖象進行分析判斷．

解答 解：
①鐵塊的重力勢能轉(zhuǎn)化為木樁的動能，鐵塊的重力勢能就越大，說明木樁獲得的能量就越多，木樁陷入沙坑越深；
②根據(jù)觀察圖象可知B撞擊木樁陷入沙坑的深度大，說明B重力勢能大，若A、B兩鐵塊質(zhì)量相等，則A下落的高度小于B；同理：重力勢能一定時，若A、C兩鐵塊下落的高度相等，則鐵塊A的質(zhì)量小于C的質(zhì)量；通過以上分析可知，重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)．
故答案為：木樁陷入沙坑的深度；＜；＜；物體的質(zhì)量和高度．

點評 解決此類問題時，通常是利用轉(zhuǎn)換法和控制變量法來探究物體的重力勢能的大小與質(zhì)量和高度的關(guān)系．