Question

【題目】小夏同學在體育活動中，從鉛球下落陷入沙坑的深度情況受到啟發，并產生了如下猜想。

猜想一：物體的重力勢能與物體的質量有關；

猜想二：物體的重力勢能與物體的下落高度有關；

猜想三：物體的重力勢能與物體的運動路徑有關。

為此小夏設計了如圖10所示的實驗：用大小、形狀相同的A、B、C、D四個鉛球分別從距離沙表面某高度處靜止釋放，其中D球從光滑彎曲管道上端靜止滑入，最后從管道下端豎直落下(球在光滑管道中運動的能量損失不計)。

實驗數據如下表：

實驗 序號	鉛球 代號	鉛球質量 /g	下落高度 /m	陷入沙坑 的深度/m
①	A	200	0.5	0.1
②	B	400	0.5	0.25
③	C	200	1	0.2
④	D	200	1	0.2

(1)本實驗中，采用的探究問題的方法有________。(寫出一種方法即可)

(2)本實驗中，鉛球的重力勢能大小是通過________來反映的。

(3)為驗證猜想二，應比較________(填實驗序號)。得到的結論是：當物體質量相同_______。

(4)比較③④，得到的結論是__________

Answer 1

【答案】控制變量法（轉換法） 陷入沙坑的深度 ①③ 下落高度越高，重力勢能越大 重力 勢能大小與運動路徑無關

【解析】

第一空．通過比較陷入沙坑的深度來反映能量大小應用了轉換法；控制鉛球質量不變改變高度，控制高度不變改變鉛球質量，應用了控制變量法；

第二空．通過比較陷入沙坑的深度從而反映重力勢能大小，重力勢能越大陷入深度越深；

第三空．為驗證重力勢能與高度的關系，故應控制物體質量相同,改變高度，則應比較①③實驗數據；

第四空．由實驗數據可得到，物體質量相同時,高度越高，陷入深度越深，則物體的重力勢能越大.由此可得結論:物體質量相同時，下落高度越高，重力勢能越大；

第五空．實驗③④僅下降路徑不同，其他條件均相同，故由實驗數據可得重力勢能大小與運動路徑無關。