Question

10．某實驗小組做了“研究重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗，他們利用帶有四個鐵釘?shù)男》阶�，泥沙及質(zhì)量不同的圓柱體和正方體設(shè)計并進(jìn)行了如圖所示實驗：

（1）實驗中通過觀察鐵釘陷入沙中的深淺來判斷物體重力勢能的大�。�
（2）要探究重力勢能的大小與高度的關(guān)系應(yīng)選擇圖甲和乙進(jìn)行比較．
（3）通過觀察圖乙和圖丙可得：物體重力勢能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)．
（4）上面的實驗過程除了用到轉(zhuǎn)換法，另外還用到了控制變量法．
（5）假設(shè)在“天宮一號”太空站上做此實驗，不能（選填“能”或“不能”）達(dá)到實驗?zāi)康模?

Answer 1

分析 （1）該實驗采用轉(zhuǎn)換法，通過觀察方桌陷入沙中的深淺來判斷物體重力勢能的大��；
（2）當(dāng)探究重力勢能與高度的關(guān)系時，必須保證物體的質(zhì)量相等；
（3）圖乙和圖丙中物體的質(zhì)量不同，但高度相同，所以探究的問題是重力勢能大小與質(zhì)量的關(guān)系．
（4）分析圖示實驗，然后確定所用的實驗方法
（5）在太空中，物體都處于失重狀態(tài)，據(jù)此判斷；

解答 解：（1）重力勢能的大小無法直接觀察到，所以采用轉(zhuǎn)換法，通過觀察鐵釘陷入沙中的深淺來判斷重力勢能的大��；
（2）如果探究重力勢能與高度的關(guān)系，必須保證物體的質(zhì)量相等，而圖1和圖2使用的是同一物體，從不同高度落下，通過探究可得質(zhì)量相等時，物體越高，重力勢能越大；
（3）由圖可知，圖乙和圖丙中物體不同，即質(zhì)量不同，但是從同一高度落下，所以探究的問題是高度相同時，重力勢能的大小與質(zhì)量的關(guān)系
（4）本實驗中主要采用的科學(xué)研究方法：轉(zhuǎn)換法和控制變量法；
（5）在太空中，物體都處于失重狀態(tài)，圓柱體和正方體不往下掉，故不能達(dá)到實驗?zāi)康模?br />故答案是：
（1）鐵釘陷入沙中的深淺；（2）甲；乙；（3）物體的質(zhì)量；（4）控制變量；（5）不能．

點評 該題考查了探究重力勢能與質(zhì)量和高度的關(guān)系的實驗，考查了轉(zhuǎn)換法和控制變量法在該實驗中的應(yīng)用．