Question

右圖是小軒同學重力勢能的大小與哪些因素有關的實驗示意圖．在實驗中小軒將體積相同質量不同的兩個金屬球從同一高度釋放，目的是探究金屬球重力勢能的大小與

質量

的關系，他觀察到兩個杯口上方的紙都被砸破了，沒有比較出兩金屬球重力勢能的大小．為了能夠從實驗現象中比較出兩金屬球的重力勢能的大小，你將如何改進這個實驗？
改進方法：

用橡皮泥代替紙杯

；
改進后的實驗可以通過觀察

橡皮泥的的凹陷程度

來比較金屬球的重力勢能的大小．

Answer 1

分析：根據實驗中告訴的兩個金屬球的質量質量，高度的異同點，結合控制變量法的思想即可確定答案．
實驗失敗的原因就是兩個杯口上方的紙都被砸破了，無法比較出兩金屬球重力勢能的大小．因此改進時的思路就是要想法能夠比較出兩次實驗中重力勢能的大小．
利用轉換的方法通過改進后的實驗器材：橡皮泥的變化來反映金屬球重力勢能的多少．

解答：解：兩次實驗中所用的金屬球的質量不同，起始的高度相同，根據控制變量法的思想可以確定此實驗要探究的是物體的重力勢能與物體質量的關系．
實驗中是通過金屬球對外做功的多少來顯示物體重力勢能的多少，因此可以將實驗中的紙杯改為橡皮泥，利用金屬球落在橡皮泥上，對橡皮泥做功的多少來顯示物體具有的重力勢能的多少．而金屬球對橡皮泥做功的多少可以通過橡皮泥的凹陷程度體現出來．
故答案為：質量；用橡皮泥代替紙杯；橡皮泥的凹陷程度．

點評：顯示物體對外做功的多少的方法有多種，只要能夠體現兩次實驗產生的效果不同就可以．如：可以用細沙代替紙杯；可以用小桌放在沙子上，用金屬球砸小桌；也可用金屬球砸木塊上的釘子等等．