Question

2．重力勢能是物體由于被舉高而具有的能，“重力勢能的大小與哪些因素有關”呢？

（1）小明猜想重力勢能的大小與物體的質量有關，他選擇了如圖所示的實驗裝置，讓不同質量的銅球，從同一斜面同一高度由靜止滾下，撞擊水平面上的木塊，你認為這一實驗設計可行嗎？可行，你判斷的依據是銅球從斜面滾下時將重力勢能轉化為動能，通過觀察銅球推動木塊的遠近從而來判斷重力勢能的大小．
（2）小明猜想重力勢能的大小還與物體被舉高的高度有關，請你幫他設計一個能可靠的出實驗結論的方案，驗證這一猜想．
①實驗中你將如何比較物體的重力勢能大小的？
②寫出你的實驗方案．

Answer 1

分析 （1）銅球撞擊木塊移動的距離，體現了物體對其做功的多少，木塊移動的距離越遠，反映了銅球具有的重力勢能越大，這用到了轉換法．
（2）要想用簡單的方法驗證重力勢能與高度有關，需控制高度以外的因素相同，只有高度不同．取材方便、操作簡單、現象明顯均可．

解答 解：（1）要探究重力勢能的大小與物體的質量有關，必須控制其他因素相同，只讓質量不同，
所以他選擇的實驗裝置，讓不同質量的銅球，從同一斜面同一高度由靜止滾下，撞擊水平面上的木塊，這一實驗設計是可行的．
判斷的依據是：銅球從斜面滾下時將重力勢能轉化為動能，通過觀察小球推動木塊的遠近從而來判斷重力勢能的大小．
（2）①重力勢能的大小無法直接觀察到，所以采用轉換法，通過觀察小球陷入沙中的深淺來判斷重力勢能的大小；
②要探究重力勢能大小與被舉的高度是否有關，必須控制其他因素相同，只讓高度不同，所以應選擇同一個小球，
讓小球從不同高度自由落下在沙箱的沙面上，比較其將沙面砸的坑的深淺．
故答案為：（1）可行；銅球從斜面滾下時將重力勢能轉化為動能，通過觀察小球推動木塊的遠近從而來判斷重力勢能的大小；
（2）①通過觀察小球陷入沙中的深淺來判斷重力勢能的大小；
②讓小球從不同高度自由落下在沙箱的沙面上，比較其將沙面砸的坑的深淺．

點評 該題考查了探究重力勢能與哪些因素有關的實驗，注意轉換法和控制變量法在該實驗中的應用，另外，平時要多培養學生設計實驗的能力和語言表述能力，這是中考的熱點，也是拉開差距的關鍵點．