Question

6．如圖所示，小鵬用裝有細砂的透明容器、小桌和質量不同的鐵塊做“探究物體的重力勢能大小與質量是否有關”的實驗．他的主要實驗步驟如下：
①將桌面粘有少量橡皮泥的小桌水平放在細砂上，將質量為m₁=100g的鐵塊舉高到距小桌面H₁=60cm高處自由釋放，砸到小桌面上，用刻度尺測出桌腿進入細砂中的深度 h₁ 并記錄在表格中．
②將細砂整理平整后再放上小桌．將質量為m₂=200g的鐵塊舉高到距小桌面H₂=80cm高處自由釋放，砸到小桌面上，用刻度尺測出桌腿進入細砂中的深度h₂并記錄在表格中．
根據以上敘述，回答下列問題：
（1）在實驗中通過觀察桌腿陷入細沙中的深度 反映鐵塊具有的重力勢能的大小．
（2）小鵬在該探究實驗的操作過程中存在的主要問題是沒有控制鐵塊舉高到小桌面的高度不變（H₁≠H₂）．

Answer 1

分析 （1）我們學習物理時，對于一些看不見摸不著的現象，通常用一些非常直觀的現象去認識，這種研究問題的方法叫轉換法；
（2）掌握控制變量法在此實驗中的應用，重力勢能的大小與物體的質量和被舉的高度有關，在探究重力勢能與其中一個量的關系時，另一個量保持不變，改變要探究的量．

解答 解：（1）本實驗中重力勢能是看不見摸不著的，因此采用了轉換法，把鐵塊重力勢能的大小轉換為桌腿陷入細沙中的深度，陷入細沙中的深度越深，重力勢能就越大；
（2）本實驗是探究物體的重力勢能大小與質量是否有關，依據控制變量法，須控制影響重力勢能大小的另一因素--鐵塊距小桌面的高度相同，由題中可知：H₁=60cm，H₂=80cm（H₁≠H₂）
故答案為：（1）桌腿陷入細沙中的深度；（2）沒有控制鐵塊舉高到小桌面的高度不變（H₁≠H₂）．

點評 本題重點考查了重力勢能大小與哪些因素有關的實驗，注意控制變量法和轉化法在兩個實驗中的應用．