Question

為探究重力勢能的影響因素，小剛用兩種規(guī)格的四個鉛球在平整的沙地上從靜止開始釋放（如圖所示），請根據(jù)小剛甲、乙、丙、丁的四個實驗，回答：
（1）本實驗，我們通過觀察沙地中的什么現(xiàn)象，來判斷甲、乙兩種情況重力勢能大小的不同？現(xiàn)象是：______；
（2）四個實驗中能說明重力勢能的大小與質(zhì)量有關(guān)的是______實驗和______實驗；
（3）四個實驗中能說明重力勢能的大小與高度有關(guān)的情景是______實驗和______實驗；
（4）若要乙和丁的重力勢能大小相同，合理的做法是：______．

Answer 1

解：（1）重力勢能的大小無法直接觀察到，所以采用轉(zhuǎn)換法，通過觀察鉛球在沙坑中凹陷程度來判斷重力勢能的大小；
（2）甲、丙兩圖中，鉛球的高度相同，質(zhì)量不相同，因此探究的是重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系；
（3）甲、乙（或丙、丁）兩圖中，鉛球的質(zhì)量相同，高度不相同，因此探究的是重力勢能與高度的關(guān)系；
（4）由圖可見乙的質(zhì)量大、高度大，因此若要乙和丁的重力勢能大小相同，可以增加丁的高度，或者降低乙的高度．
故答案為：（1）鉛球在沙坑中凹陷程度；
（2）甲；丙；
（3）甲；乙（或丙；丁）；
（4）丁球要放在比乙球更高的位置（或者乙球放在比丁球更低的位置）．
分析：（1）該實驗采用轉(zhuǎn)換法，通過觀察鉛球在沙坑中凹陷程度來判斷物體重力勢能的大小；
（2）探究重力勢能的大小與質(zhì)量的關(guān)系時應該控制鉛球的高度相同，改變鉛球的質(zhì)量；
（3）探究重力勢能的大小與高度的關(guān)系時應控制鉛球的質(zhì)量相同，改變鉛球的高度；
（4）由圖可知乙、丙兩球的質(zhì)量和高度的關(guān)系，根據(jù)影響重力勢能大小的因素進行分析．
點評：該題考查了探究重力勢能與質(zhì)量和高度的關(guān)系的實驗，考查了轉(zhuǎn)換法和控制變量法在該實驗中的應用．