实验19探究势能大小与什么因素有关探究课题：探究重力势能大小与什么因素有关实验装置实验方法控制变量法，转换法实验原理观察小方桌下陷的深度，如小方桌下陷越深，说明物体具有的重力越大探究过程1.按照如图组装实验装置；2.让同一重物从不同高度下落，观察小方桌下陷的深度（如图a、b）；3.让不同重物从同一高度下落，观察小方桌下陷的深度（如图b、c）；实验结论1、质量相同的物体，高度越高，重力势能越大；2、高度相同的物体，质量越大，重力势能越大；满分归纳——考点方向器材作用1.沙子的作用：通过小方桌陷入沙子的深度体现物体的重力势能大小注意事项1.实验研究对象：重物，实验方法：控制变量法；转换法2.如何判断动能大小：通过观察小方桌陷入沙子的深度。3.通过比较实验a、b，得到的结论：质量相同的物体，高度越高，重力势能越大。4.通过比较实验b、c，得到的结论：高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。1．（2019•天津）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。实验序号铁块质量m/g铁块距桌面高度H/cm桌腿进入沙子的深度h/cm①20201.9②20302.9③20403.8④30202.9⑤40204.1（1）实验中通过比较来判断物体重力势能的大小；（2）为了验证猜想一，需选择表中（填实验序号）三组数据进行分析；（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：。【答案】（1）桌腿进入沙子的深度；（2）①④⑤；（3）质量相同的物体，高度越大，重力势能越大【解析】（1）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大；（2）根据控制变量法，要验证物体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验；故①④⑤三组数据符合，所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。（3）比较表中①②③的实验数据，可以发现，高度相同，③中桌腿进入沙子的深度更深，所以，③中的物体具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。【分析】（1）桌腿进入沙堆的深浅，体现了物体对其做功的多少。桌腿进入沙堆越深反映了小球具有的重力势能越大。这用到了转换法。（2）利用控制变量法，要验证重力势能的大小与质量有关，需控制质量其他的因素相同，只有质量不同，从图中找出符合条件的实验即可。（3）利用控制变量法，比较图中相同因素和不同因素，总结出研究的对象。2．（2018•曲靖）某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m1＜m2＝m3，实验的情景如图所示。（1）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是（选填“转换法“或“类比法”）。（2）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的有关。（3）小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为能。（4）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为。实验次数123456h/米2.454.97.359.812.2514.7t2/秒20.51.01.52.02.53.0【答案】（1）转换法；（2）质量；（3）内；（4）h＝4.9t2【解析】（1）由题意知，实验中通过观察小球陷入细沙的深度来间接判断物体重力势能大小的，运用了转换法；（2）由题知m1＜m2，即图甲和图乙中物体的质量不同，但从同一高度落下，且乙图中小球进入细砂中的深度更深，因此可知重力势能与物体的质量有关；（3）当小球陷入沙中，与沙子摩擦，最终静止，将机械能转化为内能；（4）根据表中实验数据可知，小球下落高度...
