Question

22、如圖所示，學下小組的同學在探究“物體的重力勢能的大小跟哪些因素有關”時，設計了以下實驗：
實驗方案：三個相同的木樁插在沙坑里，露出沙坑的高度相同，如甲圖所示．取三個鐵塊從空中靜止釋放后撞擊木樁，木樁陷入沙坑，如乙圖所示．
（1）在此實驗中，我們可以通過觀察

木樁陷入沙的深度

來比較鐵塊重力勢能的大小．
（2）若h_A=h_B＞h_C，m_A＜m_B=m_C，如圖乙所示：
比較A、B情況，說明

物體所處的高度相同時，質量越大，物體的重力勢能越大

．
比較B、C情況，說明

物體的質量相同時，所處的高度越高，物體的重力勢能越大

．
（3）實驗得出的結論是：物體重力勢能的大小跟物體的

高度

和

質量

有關．

Answer 1

分析：（1）本題是把鐵塊的重力勢能轉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換法；
（2）①比較A、B找出相同因素和不同因素，根據木樁陷進沙坑的深度比較重力勢能的大小，結合控制變量法的思想寫出實驗結論；
②比較B、C找出相同因素和不同因素，根據木樁陷進沙坑的深度比較重力勢能的大小，結合控制變量法的思想寫出實驗結論．
（3）綜合（2）中的兩條實驗結論，總結出與重力勢能相關的因素．

解答：解：（1）鐵塊的重力勢能轉化為木樁的動能，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）①比較A、B，鐵塊所處的高度相同，B鐵塊質量大，木樁陷入沙的深度大，因此得出的結論是：物體所處的高度相同時，質量越大，物體的重力勢能越大；
②比較B、C，鐵塊質量相同，B鐵塊所處的高度大，木樁陷入沙的深度大，因此得出的結論是：物體的質量相同時，所處的高度越高，物體的重力勢能越大．
（3）綜合以上兩點，可得出的結論是：物體的重力勢能的大小跟物體的質量和高度有關．
故答案為：（1）木樁陷入沙的深度；
（2）①物體的質量相同時，所處的高度越高，物體的重力勢能越大；
②物體所處的高度相同時，質量越大，物體的重力勢能越大．
（3）高度、質量．

點評：（1）用控制變量法研究重力勢能大小的影響因素，用轉換法表示重力勢能的大小；
（2）控制變量法實驗結論的一般形式是：在（　　）相同（或一定）時，（　　）越（　　），（　　）越（　　）；也可以寫成：在（　　）相同（或一定）時，（　　）與（　　）成（　　）比．