Question

被舉高的物體具有重力勢(shì)能，小明猜想重力勢(shì)能的大小可能與物體被舉的高度和物體的質(zhì)量有關(guān)．為了驗(yàn)證自己的猜想，小明進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：讓物體自由下落沖擊小方桌，小方桌的桌腿是四根釘子，并放置在沙箱的沙面上．如圖所示．
（1）他通過(guò)觀(guān)察______ 來(lái)判斷物體重力勢(shì)能的大�。�
（2）比較圖中A和B是通過(guò)控制______ 來(lái)驗(yàn)證重力勢(shì)能的大小與______  的關(guān)系．
（3）要驗(yàn)證重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量有關(guān)，應(yīng)選擇圖中的______ 和______ 進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)．
（4）你還可以用什么簡(jiǎn)單的方法驗(yàn)證重力勢(shì)能與高度有關(guān)：______．

Answer 1

解：（1）通過(guò)小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)可以知道，他是通過(guò)比較釘子進(jìn)入沙堆的深淺來(lái)比較重力勢(shì)能的大小的．釘子進(jìn)入沙堆越深說(shuō)明物體小方桌做的功越多，它原來(lái)具有的重力勢(shì)能越大．
（2）比較圖中A和B可知，兩次實(shí)驗(yàn)所用的物體質(zhì)量相同，物體所處的高度不同，說(shuō)明圖中A和B是研究重力勢(shì)能的大小與高度的關(guān)系的．
（3）根據(jù)控制變量法，要驗(yàn)證重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量有關(guān)，應(yīng)控制物體的高度相同，改變物體質(zhì)量的大小，符合條件的是C和D．
（4）驗(yàn)證重力勢(shì)能與高度有關(guān)時(shí)，也可以將同一個(gè)鉛球從不同高度自由落在地上，比較其將地面砸的坑的深淺．
故答案為：
（1）釘子進(jìn)入沙堆的深淺；（2）質(zhì)量不變；高度；（3）C；D；（4）用鉛球砸地、用小鋼珠砸橡皮泥等．（只要符合題意均可）
分析：（1）釘子進(jìn)入沙堆的深淺，體現(xiàn)了物體對(duì)其做功的多少．釘子進(jìn)入沙堆越深反映了小球具有的重力勢(shì)能越大．這用到了轉(zhuǎn)換法．
（2）利用控制變量法，比較圖中A和B相同因素和不同因素，總結(jié)出研究的對(duì)象．
（3）利用控制變量法，要驗(yàn)證重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量有關(guān)，需控制質(zhì)量其他的因素相同，只有質(zhì)量不同，從圖中找出符合條件的圖即可．
（4）要想用簡(jiǎn)單的方法驗(yàn)證重力勢(shì)能與高度有關(guān)，需控制高度以外的因素相同，只有高度不同．取材方便、操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯均可．
點(diǎn)評(píng)：在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和寫(xiě)結(jié)論時(shí)常用控制變量法來(lái)分析．在研究物理量的變化時(shí)常用轉(zhuǎn)換法來(lái)分析．