Question

如圖所示是探究“重力勢能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置．實驗時，讓重錘從高處自由下落，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．
（1）實驗時通過觀察______來判斷物體重力勢能的大小．
（2）比較圖A和B是通過控制______來驗證重力勢能的大小與______的關系．
（3）要研究重力勢能大小與質量的關系，應選擇圖中的______和______進行對比實驗．

Answer 1

解：（1）通過實驗可以知道，他是通過比較釘子進入沙堆的深淺來比較重力勢能的大小的．釘子進入沙堆越深說明物體小方桌做的功越多，它原來具有的重力勢能越大．
（2）比較圖中A和B可知，兩次實驗所用的物體質量相同，物體所處的高度不同，說明圖中A和B是研究重力勢能的大小與高度的關系的．
（3）根據控制變量法，要驗證重力勢能的大小與質量有關，應控制物體的高度相同，改變物體質量的大小，符合條件的是C和D．
故答案為：（1）桌腿陷入沙中的深度；（2）質量；高度；（3）C；D．
分析：（1）釘子進入沙堆的深淺，體現了物體對其做功的多少．釘子進入沙堆越深反映重錘了具有的重力勢能越大．這用到了轉換法．
（2）利用控制變量法，比較圖中A和B相同因素和不同因素，總結出研究的對象．
（3）利用控制變量法，要驗證重力勢能的大小與質量有關，需控制質量其他的因素相同，只有質量不同，從圖中找出符合條件的圖即可．
點評：該題考查了探究重力勢能與質量和高度的關系的實驗，注意轉換法和控制變量法在該實驗中的應用．