Question

【題目】小明同學在探究重力勢能的大小與什么因素有關時，提出了如下猜想：

猜想一：物體的重力勢能與物體的質量有關

猜想二：物體的重力勢能與物體所在高度有關

為了驗證上述猜想，他計劃利用小桌、沙子、質量不同的鐵塊和刻度尺進行實驗：如圖所示，將小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把鐵塊從距桌面某一高度由靜止釋放，撞擊在桌面的中心部位，記錄桌腿進入沙子的深度。

按上述方案進行實驗，其實驗數據如下表所示。

實驗序號	鐵塊質量	鐵塊距桌面高度	桌腿進入沙子的深度
①	20	20	1.9
②	20	30	2.9
③	20	40	3.8
④	30	20	2.9
⑤	40	20	4.1

（1）實驗中通過比較_____來判斷物體重力勢能的大小；

（2）為了驗證猜想一，需選擇表中_____（填實驗序號）三組數據進行分析；

（3）分析表中①②③的實驗數據，可得出的結論是：_____。

Answer 1

【答案】桌腿進入沙子的深度 ①④⑤ 質量相同的物體，位置越高，具有的重力勢能越大

【解析】

（1）根據能量的定義，物體具有的重力勢能越大能夠對小桌做的功越多，能夠使桌腿陷入沙子的深度越大，故而本實驗比較的是桌腿進入沙子的深度。

（2）根據控制變量法，為了驗證猜想一，要控制物體的高度不變，質量改變，從表格中數據可以看出，①④⑤高度相同，質量不同；

（3）從表格中①②③數據可以看出，當物體質量相同時，隨著物體的高度增大，小桌桌腿陷入的深度也在增加，即質量相同的物體，位置越高，具有的重力勢能越大。