Question

15．在研究物體的“重力勢能與物體質量關系”的實驗中，兩個大小相同的物體被靜止從空中同一高度落下撞擊到木樁上，陷入沙坑的情況如圖二所示．

（1）在準備實驗器材時，需要兩個質量不同（填“相同”或“不同”）的物體，這樣做的目的是控制物體的高度相同，來改變物體的質量，研究物體重力勢能和物體質量的關系．
（2）重力勢能的大小通過木樁陷進沙坑的深度來體現，這種間接的實驗方法在物理中稱為轉換法．除了該物理方法本實驗還運用了控制變量法．
（3）從實驗的結果來看，可以得出的結論是高度相同時，物體的質量越大，重力勢能越大．

Answer 1

分析 本題是把物體的重力勢能轉化成木樁陷進沙坑的深度來比較各鐵塊重力勢能的大小的，這種研究問題的方法叫轉換法；讓不同物體的高度相同，是利用的控制變量法．

解答 解：（1）在探究重力勢能大小與物體質量的關系時，需要兩個質量不同的物體，即可以讓不同質量的物體從相同高度下落，從而達到研究物體重力勢能和物體質量的關系；
（3）圖中所示重力勢能的大小通過木樁陷進沙坑的深度來體現，這種間接的實驗方法在物理中稱為轉換法；本實驗中要控制物體的速度相同，采用的是控制變量法．
（3）從實驗的結果來看，可以得出的結論是：高度相同時，物體的質量越大，重力勢能越大．
故答案為：（1）不同；控制物體的高度相同，來改變物體的質量，研究物體重力勢能和物體質量的關系；（2）木樁陷進沙坑的深度；轉換法；控制變量；（3）高度相同時，物體的質量越大，重力勢能越大．

點評 解決此類問題時，通常是利用轉換法和控制變量法來探究物體的重力勢能的大小與質量和高度的關系．