Question

在研究物體的“重力勢能和高度因素”有關時，三個相同的木樁被從空中靜止的三個的鐵塊從不同的高度落下撞擊，陷入沙坑的情況如圖所示，在此實驗中：
（1）我們是通過觀察

木樁陷進沙坑的深度

來比較各鐵塊重力勢能的大小的．
（2）在準備實驗器材的時候，需要的三個質量

相同

（相同/不同）的鐵球，這樣作的目的是：

控制鐵塊的質量相同，來改變鐵塊下落的高度，研究物體重力勢能大小與物體被舉高高度的關系．

（3）從實驗的結果來看：可以得出的結論是：

物體重力勢能的大小和物體被舉高的高度有關

．

Answer 1

分析：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；讓三鐵塊的質量相同，是利用的控制變量法．

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）在探究重力勢能大小與高度的關系時，應控制三個鐵塊的質量相同，即可以讓相同質量的鐵塊從不同高度下落，從而達到研究物體重力勢能和物體被舉高高度的關系；
（3）由圖可知，把木樁打進沙坑里的深度分別是：B最深，C次之，A最淺，所以B的重力勢能最大，A的重力勢能最小，由于三個鐵塊的質量相同，只是下落的高度不同，所以本實驗研究的是：物體重力勢能的大小與物體被舉高的高度有關．
故答案為：（1）木樁陷進沙坑的深度；
（2）相同；控制鐵塊的質量相同，來改變鐵塊下落的高度，研究物體重力勢能和物體被舉高高度的關系；
（3）物體重力勢能的大小和物體被舉高的高度有關．

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．