Question

6．在探究影響物體的重力勢能因素的實驗中，小明猜想重力勢能可能與物體質量和物體被舉高的高度有關：
（1）小明要完成探究，需要找數個質量不同的物體進行實驗．
（2）小明找來A、B、C三個物體進行實驗，實驗中他是通過比較釘子扎入沙中的深度來比較物體重力勢能的大小．
a．比較圖甲和丙，可以得出的初步結論是高度相同時，物體質量越大，重力勢能越大（A、C是體積不等的實心鐵塊）．
b．由圖中現象能選填“能”、“不能”）比較B、C兩個物體的重力勢能，理由是B、C將釘子被扎入沙中深度相同，對釘子做的功相同，說明它們具有的勢能相同．

Answer 1

分析 （1）利用控制變量法，要驗證重力勢能的大小與質量有關，需控制質量其他的因素相同，只有質量不同，從圖中找出符合條件的圖即可．
（2）釘子進入沙堆的深淺，體現了物體對其做功的多少．釘子進入沙堆越深反映了小球具有的重力勢能越大．這用到了轉換法．
利用控制變量法，比較圖中相同因素和不同因素，總結出研究的對象．

解答 解：（1）根據控制變量法，要驗證重力勢能的大小與質量有關，應控制物體的高度相同，改變物體質量的大小，故小明要完成探究，需要找數個質量不同的物體進行實驗；
（2）通過小明設計的實驗可以知道，他是通過比較釘子進入沙堆的深淺來比較重力勢能的大小的．釘子進入沙堆越深說明物體做的功越多，它原來具有的重力勢能越大．
a、比較圖AC，可以發現，高度相同，C中釘子插入更深，所以C具有重力勢能大，即可以得出的初步結論是：高度相同時，物體質量越大，重力勢能越大；
b、B、C將釘子被扎入沙中深度相同，對釘子做的功相同，說明它們具有的勢能相同，故能比較B、C兩個物體的重力勢能的大小；
故答案為：（1）質量；（2）釘子扎入沙中的深度；a．高度相同時，物體質量越大，重力勢能越大；b．能； B、C將釘子被扎入沙中深度相同，對釘子做的功相同，說明它們具有的重力勢能相同；

點評 在設計實驗和寫結論時常用控制變量法來分析．在研究物理量的變化時常用轉換法來分析．