Question

14．探究物體的重力勢能 小明利用帶有四個鐵釘?shù)男》阶�、沙箱及質(zhì)量不同的重物設計并進行了如圖所示實驗．
（1）本實驗中研究的是重物（小 方桌/沙面/重物）的重力勢能．
（2）要探究重力勢能大小與高度的 關系應選擇圖1和2進行分析 比較．
（3）進行完第一組實驗后，應讓小 方桌恢復原來的位置（保持位置不動/恢復原來的位置），再進行下一組實驗．
（4）比較圖 2 和圖 3 的實驗現(xiàn)象，可探究的問題是高度相同時，物體重力勢能與質(zhì)量的關系．

Answer 1

分析 （1）該實驗采用轉換法，通過觀察方桌陷入沙中的深淺來判斷重物重力勢能的大小；
（2）當探究重力勢能與高度的關系時，必須保證物體的質(zhì)量相等；
（3）在探究重力勢能大小與質(zhì)量的關系時，應控制高度相同；
（4）圖2和圖3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)量的關系．

解答 解：
（1）重力勢能的大小無法直接觀察到，所以采用轉換法，通過觀察方桌陷入沙中的深淺來判斷重物的重力勢能的大小；
（2）如果探究重力勢能與高度的關系，必須保證物體的質(zhì)量相等，而圖1和圖2使用的是同一物體，從不同高度落下，通過探究可得質(zhì)量相等時，物體越高，重力勢能越大；
（3）在探究重力勢能大小與質(zhì)量的關系時，應控制高度相同，所以進行完第一組實驗后，應讓小方桌恢復原來的位置，再進行下一組實驗．
（4）由圖可知，圖乙和圖丙中物體不同，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，重力勢能的大小與質(zhì)量的關系．
故答案為：
（1）重物；（2）1和2；（3）恢復原來的位置；（4）高度相同時，物體重力勢能與質(zhì)量的關系．

點評 該題考查了探究重力勢能與質(zhì)量和高度的關系的實驗，考查了轉換法和控制變量法在該實驗中的應用．