Question

在學習勢能知識時，小明同學猜想物體的重力勢能的大小可能與以下三個因素有關：①物體高度；②物體質量大小；③物體所處地理位置．為了證明自己的猜想，決定首先對因素①進行驗證．他把橡皮泥鋪在水平面上，讓1個小球從不同高度自由下落，記錄結果如表所示

實驗次數	球離橡皮泥高度/h	凹痕程度
1	0.5	很淺
2	1.0	比較淺
3	2.0	比較深
4	4.0	很深

（1）該同學依據________判斷重力勢能的大小；
（2）本實驗的結論是________；
（3）現有大小不同的實心鐵球各一個，大小相同的實心鐵球和實心玻璃球各一個、橡皮泥等，若想對因素②進行驗證，應選用________，分別從相同的高度自由落下．

Answer 1

解：（1）通過分析數據記錄表格可以知道，該同學通過比較橡皮泥凹痕的程度來比較重力勢能的大小的．凹痕程度越深說明小球對橡皮泥做的功越多，它原來具有的重力勢能越大．
（2）本實驗研究的物體是同一個小球，所以質量相同，但小球下落的高度越高，橡皮泥被砸的凹痕越深，說明小球具有的重力勢能越大，可得結論：質量相同時，物體被舉得越高具有的重力勢能越大．
（3）現有大小不同的實心鐵球各一個，大小相同的實心鐵球和實心玻璃球各一個、橡皮泥等，若想對因素②進行驗證，即應控制物體所處的高度和地理位置不變，改變物體的質量即可，故大小相同但質量不同的鐵球、玻璃球各一個、橡皮泥，分別從相同的高度自由落下，觀察各自的凹陷程度即可；
故答案為：（1）橡皮泥形變的大小（或橡皮泥凹痕程度）；（2）質量相同時，物體被舉得越高具有的重力勢能越大；（3）大小相同的鐵球、玻璃球各一個、橡皮泥．
分析：（1）橡皮泥凹陷的程度，體現了小球對其做功的多少．凹痕程度越深反映了小球具有的重力勢能越大．這用到了轉換法．
（2）在寫結論及設計實驗時，我們要用控制變量法來考慮，注意認清控制相等的量和變量．
（3）若想對因素②進行驗證，即應控制物體所處的高度和地理位置不變，改變物體的質量即可，據此可選擇出對應器材．
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．