Question

10．在探究“物體的重力勢能與哪些因素有關”的實驗中，三個相同的木樁被從空中靜止釋放的鐵塊撞擊后，陷入沙坑中的情況如圖所示．
（1）在此實驗中，我們是通過木樁陷入沙坑中的深淺程度來比較各鐵塊的重力勢能大小的．
（2）若A、B兩鐵塊質量相等，則鐵塊下落的高度關系是 h _A＜h _B得出的結論是物體的質量相同時，所處的高度越高，物體的重力勢能越大；若B、C兩鐵塊下落的高度相等，則兩鐵塊質量的關系 m _B＞ m _C得出的結論是物體所處的高度相同時，質量越大，物體的重力勢能越大．

Answer 1

分析 （1）本題是把鐵塊的重力勢能轉化成木樁陷進沙坑的深度來比較各鐵塊重力勢能的大小的，這種研究問題的方法叫轉換法；
（2）①比較A、B找出相同因素和不同因素，根據木樁陷進沙坑的深度比較重力勢能的大小，結合控制變量法的思想寫出實驗結論；
②比較B、C找出相同因素和不同因素，根據木樁陷進沙坑的深度比較重力勢能的大小，結合控制變量法的思想寫出實驗結論．

解答 解：
（1）鐵塊的重力勢能轉化為木樁的動能，鐵塊的重力勢能就越大，說明木樁獲得的能量就越多，木樁陷入沙坑越深；
（2）①根據圖A、B可知，B撞擊木樁陷入沙坑的深度大，說明B的重力勢能大，若A、B兩鐵塊質量相等，則A下落的高度小于B，即 h _A＜h _B；因此得出的結論是：物體的質量相同時，所處的高度越高，物體的重力勢能越大；
②根據圖B、C可知，B撞擊木樁陷入沙坑的深度大，說明B的重力勢能大，若B、C兩鐵塊下落的高度相等，則鐵塊B的質量大于C的質量，即 m _B＞m _C；因此得出的結論是：物體所處的高度相同時，質量越大，物體的重力勢能越大．
故答案為：
（1）木樁陷入沙坑中的深淺程度；
（2）＜；物體的質量相同時，所處的高度越高，物體的重力勢能越大；＞；物體所處的高度相同時，質量越大，物體的重力勢能越大．

點評 解決此類問題時，通常是利用轉換法和控制變量法來探究物體的重力勢能的大小與質量和高度的關系．