Question

19．在探究“物體的重力勢能與什么因素有關(guān)”時(shí)，某同學(xué)提出了如下猜想：
猜想一：…．
猜想二：物體的重力勢能可能與物體所在的高度有關(guān)．
為此他設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．將兩端開口、長約1米、粗細(xì)均勻的圓柱形玻璃管豎直固定在鐵架臺(tái)上，將粗細(xì)適宜的圓柱形泡沫塑料塊置于玻璃管內(nèi)O點(diǎn)處（塑料塊與玻璃管內(nèi)壁有適量的摩擦）．其他器材還有：刻度尺、一組系有細(xì)線的質(zhì)量不等的鉤碼、用于調(diào)整泡沫塑料塊回到O點(diǎn)位置的木棒．
請你幫助他回答下列問題：
（1）探究“猜想一”時(shí)，使用不同質(zhì)量的鉤碼從相同的高度在玻璃管內(nèi)由靜止下落，去沖擊O點(diǎn)的泡沫塑料塊，然后用刻度尺分別測量泡沫塑料塊下移的距離，從而比較出重力勢能的大�。�根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作，請你合理地表達(dá)出猜想一：探究物體的重力勢能與質(zhì)量有關(guān)．
（2）為了探究“猜想二”，他設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表．請你幫他完成表格中帶“鉤碼下落的高度（cm）”的內(nèi)容．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	鉤碼的質(zhì)量（克）	鉤碼下落的高度 （cm）	泡沫塑料塊下移的距離（厘米）
1
2
3

（3）實(shí)際操作時(shí)，他發(fā)現(xiàn)有幾次泡沫塑料塊并未發(fā)生移動(dòng)，其原因可能是鉤碼的質(zhì)量偏小或鉤碼下落的高度偏小．（至少寫出2點(diǎn)）

Answer 1

分析 （1）由于物體的重力勢能與兩個(gè)因素有關(guān)，因此在探究時(shí)，要用到控制變量法．在探究物體的重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，要利用控制變量法的思路去控制物體的質(zhì)量不同，讓其他因素都相同去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．
（2）設(shè)計(jì)表格，首先要明確表格中應(yīng)該記錄哪些物理量，做幾次試驗(yàn)，從而可以確定該表格有幾行幾列．在此實(shí)驗(yàn)中，通過泡沫下落的高度來比較物體的重力勢能的多少，因此要記錄的物理量就要包括泡沫下移的距離；由于要探究物體的重力勢能與高度得關(guān)系，要讓物體的高度變化而質(zhì)量不變，因此表格中還要記錄物體下落的高度和物體的質(zhì)量；
（3）實(shí)際操作時(shí)，他發(fā)現(xiàn)有幾次泡沫塑料塊并未發(fā)生移動(dòng)，其原因可能是 鉤碼的質(zhì)量偏小或鉤碼下落的高度偏�。�

解答 解：（1）要探究物體的重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系，根據(jù)控制變量法的思路，就要控制鉤碼的高度不變，鉤碼的質(zhì)量變化．通過泡沫塑料塊下移的距離來反映鉤碼重力勢能的多少．
（2）由于實(shí)驗(yàn)是在物體質(zhì)量一定時(shí)，研究物體的重力勢能與高度的關(guān)系，所以要使物體的質(zhì)量一定，改變物體的高度，通過泡沫塑料塊下移的距離來反映物體重力勢能的多少．因此表格中包含的欄目有：物體的質(zhì)量、物體的高度、鉤碼下落的高度（cm）、泡沫塑料塊下移的距離．表格中要包括鉤碼下落的高度（cm）；
（3）實(shí)際操作時(shí)，他發(fā)現(xiàn)有幾次泡沫塑料塊并未發(fā)生移動(dòng)，其原因可能是鉤碼的質(zhì)量偏小或鉤碼下落的高度偏小．
故答案為：（1）泡沫塑料塊下移的距離；（2）鉤碼下落的高度（cm）；（3）鉤碼的質(zhì)量偏小或鉤碼下落的高度偏�。�

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)表格的設(shè)計(jì)，首先要明確實(shí)驗(yàn)中包含哪些物理量，每一個(gè)物理量占據(jù)一列．從而決定了該表格包括幾列．還要明確實(shí)驗(yàn)做了幾次，每一次實(shí)驗(yàn)占據(jù)一行，從而確定了該表格有幾行．由此即可畫出實(shí)驗(yàn)表格．