在学习势能知识时,小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关:①物体高度;②物体质量大小;③物体所处地理位置.为了证明自己的猜想,决定首先对因素①进行验证.他把橡皮泥铺在水平面上,让1个小球从不同高度自由下落,记录结果如表所示
| 实验次数 | 球离橡皮泥高度/h | 凹痕程度 |
| 1 | 0.5 | 很浅 |
| 2 | 1.0 | 比较浅 |
| 3 | 2.0 | 比较深 |
| 4 | 4.0 | 很深 |
(2)本实验的结论是________;
(3)现有大小不同的实心铁球各一个,大小相同的实心铁球和实心玻璃球各一个、橡皮泥等,若想对因素②进行验证,应选用________,分别从相同的高度自由落下.
试题答案
解:(1)通过分析数据记录表格可以知道,该同学通过比较橡皮泥凹痕的程度来比较重力势能的大小的.凹痕程度越深说明小球对橡皮泥做的功越多,它原来具有的重力势能越大.
(2)本实验研究的物体是同一个小球,所以质量相同,但小球下落的高度越高,橡皮泥被砸的凹痕越深,说明小球具有的重力势能越大,可得结论:质量相同时,物体被举得越高具有的重力势能越大.
(3)现有大小不同的实心铁球各一个,大小相同的实心铁球和实心玻璃球各一个、橡皮泥等,若想对因素②进行验证,即应控制物体所处的高度和地理位置不变,改变物体的质量即可,故大小相同但质量不同的铁球、玻璃球各一个、橡皮泥,分别从相同的高度自由落下,观察各自的凹陷程度即可;
故答案为:(1)橡皮泥形变的大小(或橡皮泥凹痕程度);(2)质量相同时,物体被举得越高具有的重力势能越大;(3)大小相同的铁球、玻璃球各一个、橡皮泥.
试题解析
(1)橡皮泥凹陷的程度,体现了小球对其做功的多少.凹痕程度越深反映了小球具有的重力势能越大.这用到了转换法.
(2)在写结论及设计实验时,我们要用控制变量法来考虑,注意认清控制相等的量和变量.
(3)若想对因素②进行验证,即应控制物体所处的高度和地理位置不变,改变物体的质量即可,据此可选择出对应器材.
点评:在设计实验和写结论时常用控制变量法来分析.在研究物理量的变化时常用转换法来分析.
