Question

7．小明想探究“重力勢能與哪些因素有關(guān)”，他做出以下猜想：
A．物體重力勢能的大小可能與物體被舉起的高度有關(guān)．
B．物體重力勢能的大小可能與物體的質(zhì)量有關(guān)．
老師給小明提供了質(zhì)量不同的兩個小鋼球和裝滿松軟細(xì)沙子的木箱，小明按如圖所示情景進行實驗：每次都將木箱中的細(xì)沙抹平，再讓小鋼球從距地面H高處由靜止釋放，小鋼球砸進細(xì)沙并陷入其中，測出小鋼球在細(xì)沙中下陷的深度d和釋放前小鋼球的高度H，下表是他實驗過程的數(shù)據(jù)記錄：

實驗序號	小鋼球質(zhì)量m/g	釋放前小鋼球高度H/cm	小鋼球在細(xì)沙中下陷的深度d/cm
1	50	60	1.6
2	50	80	1.8
3	50	100	2.4
4	100	100	4.1

（1）為了完成實驗，小明還需要用到的實驗器材是刻度尺．
（2）分析表中1、2兩次實驗（填實驗序號），可以幫助小明驗證猜想A．
（3）分析表中2、3兩次實驗，小明可以得到的結(jié)論是：質(zhì)量一定時，物體被舉的高度越高，物體的重力勢能越大．
（4）實驗中小鋼球的重力勢能無法直接觀察，小明是根據(jù)小鋼球在細(xì)沙中凹陷程度來間接判斷出小鋼球重力勢能的大小，這種探究方法稱為轉(zhuǎn)換法．下列四個研究實例中，也用到了該探究方法的是B．
A．認(rèn)識電流時，用水流進行類比．
B．根據(jù)磁場對磁體有力的作用來認(rèn)識磁場．
C．在學(xué)習(xí)蒸發(fā)和沸騰時，通過比較得出蒸發(fā)和沸騰的異同點．
D．牛頓第一定律是在實驗的基礎(chǔ)上經(jīng)分析推理得出的．
（5）交流評估時，小麗認(rèn)為小明在做實驗3與實驗4的對比中，小鋼球的大小會對實驗結(jié)果造成影響，為了消除這個影響，請你提出一個解決的辦法：用兩個大小一樣但質(zhì)量不同的小球來做實驗．

Answer 1

分析 （1）要知道釋放前小鋼球高度必須用刻度尺測量．
（2）質(zhì)量一定時，物體被舉的高度越高，物體的重力勢能越大．
（3）要驗證物體重力勢能的大小與物體被舉高的高度是否有關(guān)，應(yīng)采用控制變量法，讓小球的質(zhì)量相同，只改變小球釋放的高度．
（4）實驗中小鋼球的重力勢能無法直接觀察，小華是根據(jù)小鋼球在細(xì)沙中凹陷的程度來間接判斷出小鋼球重力勢能的大小，這種探究方法稱為轉(zhuǎn)換法．要知道哪種方法是否是轉(zhuǎn)換法，就要分別知道它們分別是什么研究方法．
（5）為了消除物體體積大小對于實驗結(jié)果的影響，應(yīng)該選擇大小相同質(zhì)量不同的物體進行試驗．

解答 解：（1）為了完成實驗，小華還需要用到的實驗器材是刻度尺；
（2）要驗證物體重力勢能的大小與物體被舉高的高度是否有關(guān)，應(yīng)采用控制變量法，讓小球的質(zhì)量相同，只改變小球釋放的高度，應(yīng)選擇的實驗序號是1、2；
（3）分析表中2、3兩次實驗，以得到的結(jié)論是：質(zhì)量一定時，物體被舉的高度越高，物體的重力勢能越大；
（4）實驗中小鋼球的重力勢能無法直接觀察，小華是根據(jù)小鋼球在細(xì)沙中凹陷的程度來間接判斷出小鋼球重力勢能的大小，這種探究方法稱為轉(zhuǎn)換法．下列四個研究實例中分別用到的方法：
A．認(rèn)識電流時，用水流進行類比，這是一種類比法；
B．磁場看不見，摸不著，為了便于研究，根據(jù)磁場對磁體有力的作用來認(rèn)識磁場，這是一種轉(zhuǎn)化法；
C．在學(xué)習(xí)蒸發(fā)和沸騰時，通過比較得出蒸發(fā)和沸騰的異同點，用到的是比較法；
D．牛頓第一定律是在實驗的基礎(chǔ)上經(jīng)分析推理而得出的，用到的是實驗加推理的方法；
故四個研究實例中，也用到了該探究方法的是B．
（5）為了消除小球大小對實驗的影響，可以選取大小一樣，但質(zhì)量不同的小球進行實驗．
故答案為：
（1）刻度尺； 
（2）1、2；
（3）質(zhì)量； 大；
（4）凹陷的程度；B；
（5）用兩個大小一樣但質(zhì)量不同的小球來做實驗．

點評 此題中我們必須要熟知重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和被舉高的高度有關(guān)．轉(zhuǎn)換法是物理實驗中常用的方法之一，是一種將不易觀察和測量的量，轉(zhuǎn)換成容易觀察和測量的量，來進行研究的方法．