Question

在探究重力勢能與什么因素有關(guān)時，同學(xué)們經(jīng)過討論，提出如下猜想：重力勢能的大小可能跟物體的質(zhì)量有關(guān)；也可能跟物體的高度有關(guān)．下面是小明和小聰關(guān)于這個問題的討論后的實驗設(shè)計．
設(shè)計一：讓質(zhì)量為m的物體從不同高度落向插入沙坑中的木樁．
設(shè)計二：讓質(zhì)量為m和2m的兩個大小不同的物體從同一高度落向插入沙坑中的木樁．
實驗發(fā)現(xiàn)B比A插入得深，D比C插入得深，如圖所示．請解答下列問題：
（1）要探究重力勢能與高度的關(guān)系應(yīng)選用______．
（2）根據(jù)設(shè)計二及實驗結(jié)果的圖示，可得出的結(jié)論是______．

Answer 1

解：（1）設(shè)計一是讓質(zhì)量相同的物體從不同高度落向插入沙坑中的木樁，通過木樁陷入沙中的深度來反映重力勢能的大小，也就是探究重力勢與高度的關(guān)系．
（2）分析圖中C、D可知，在物體的高度一定時，質(zhì)量越大，物體的重力勢能也越大．
故答案為：（1）設(shè)計一；（2）在物體的高度一定時，質(zhì)量越大，物體的重力勢能也越大．
分析：（1）影響物體重力勢能大小的因素有多個，要探究重力勢與高度的關(guān)系，應(yīng)保證物體的質(zhì)量相同．
（2）由圖可知，兩個質(zhì)量不同的物體從同一高度下落，通過觀察木樁陷入沙中的深度可知重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系．
點評：在該實驗探究中，是采用轉(zhuǎn)換法和控制變量法來研究重力勢與質(zhì)量及高度的關(guān)系，解題的關(guān)鍵是要清楚研究一個影響因素時，必須保證其它的影響因素相同．