Question

【題目】被舉高的物體具有重力勢能，小組猜想：

猜想一：重力勢能的大小可能與物體的高度有關；

猜想二：重力勢能的大小可能與物體的質量有關．

為了驗證猜想，小明進行了如圖所示的實驗，讓物體下落沖擊小桌，小桌的桌腿是三根釘子，并放置在沙箱的沙面上，m<M，實驗數據如表格所示．

（1）他通過觀察______________來判斷物體重力勢能的大小；

（2）表格中表示：______________________；

（3）完成步驟①后，他應___________（A/B）.

A.拿起小桌和物體，整平沙面，再將小桌輕放在沙面上，再實施步驟②；

B.只輕輕拿起物體，此過程中手不觸碰沙箱里的小桌，再實施步驟②。

步驟	①	②	③	④
下落方式				以初速v向下扔
小桌下陷深度	5cm	10cm	15cm	15cm

（4）關于猜想一，由相關步驟_________可得結論：____________不變，_____________。

（5）關于猜想二，由相關步驟_________可得結論：____________不變，_________。

（6）小明對比步驟③④，得出結論：重力勢能與物體質量無關，他的觀點____________（正確/錯誤）．

Answer 1

【答案】小桌下陷深度 自由下落 A ①② 質量 高度越大，重力勢能越大。 ②③ 高度 質量越大，其重力勢能越大。 錯誤

【解析】

(1)[1]通過實驗可以知道，小明是通過比較小桌下陷深度來比較重力勢能的大小的，小桌下陷深度越深說明物體小方桌做的功越多，它原來具有的重力勢能越大；

(2)[2]每次實驗都是讓物體自由下落以保證物體最初的動能相同（均為；故表格中表示自由下落；

(3)[3]由于每次實驗都是通過比較小桌下陷深度來比較重力勢能的大小的，要探究重力勢能的大小與物體的高度的關系，應控制其他因素相同，故完成步驟①后，他應拿起小桌和物體，整平沙面，再將小桌輕放在沙面上，再實施步驟②，故A正確，B錯誤；

(4)[4][5][6]要探究重力勢能的大小可能與物體的高度有關，需要控制物體的質量相同，改變高度，則由圖知實驗①②可以探究，由①②知，在質量不變時，高度越高，小桌下陷越深，其重力勢能越大。

(5)[7][8][9]要探究重力勢能的大小可能與物體的質量有關，需要控制物體的高度相同，改變質量，則由圖知實驗②③可以探究，由②③知，在高度不變時，物體質量越大，小桌下陷越深，其重力勢能越大。

(6)[10]小明對比步驟③④，得出結論：重力勢能與物體質量無關，他的觀點錯誤，因為在探究重力勢能與物體質量的關系時，應控制物體下落的高度相同，而步驟③④中物體質量和下落高度都不同。