Question

6．在研究物體的重力勢(shì)能與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，三個(gè)相同的木樁被從空中靜止釋放向鐵塊撞擊，陷入沙坑中的情況如圖所示：
（1）在此實(shí)驗(yàn)中，我們是通過(guò)觀察什么來(lái)比較各鐵塊的重力勢(shì)能大小的？木樁陷入沙坑中的深度
（2）若A、B兩鐵塊質(zhì)量相等，則兩鐵塊下落的高度的關(guān)系是h_A＜h_B；若A、C兩鐵塊下落高度相同，兩鐵塊質(zhì)量大小關(guān)系是m_A＜m_C；
（3）實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：物體的重力勢(shì)能大小跟物體的質(zhì)量和高度有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）本題是把鐵塊的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成木樁陷進(jìn)沙坑的深度來(lái)比較各鐵塊重力勢(shì)能的大小的，這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法；
（2）重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量，物體被舉起的高度有關(guān)，當(dāng)高度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大；當(dāng)質(zhì)量相同時(shí)，物體被舉得越高，重力勢(shì)能越大，結(jié)合圖象進(jìn)行分析判斷．

解答 解：（1）圖中各鐵塊重力勢(shì)能的大小是通過(guò)觀察木樁被打進(jìn)沙坑的深度來(lái)反映的，因?yàn)橹亓��?shì)能越大，在下落過(guò)程中轉(zhuǎn)化成的動(dòng)能越大，其做功的效果會(huì)越明顯；
（2）根據(jù)圖A、B可知，B撞擊木樁陷入沙坑的深度大，說(shuō)明B的重力勢(shì)能大，若A、B兩鐵塊質(zhì)量相等，則B下落的高度大于A下落的高度，即h_A ＜h_B；
根據(jù)圖A、C可知，C撞擊木樁陷入沙坑的深度大，說(shuō)明C的重力勢(shì)能大，若A、C兩鐵塊下落的高度相等，則鐵塊C的質(zhì)量大于鐵塊A的質(zhì)量，即m_A＜m_C；
（3）通過(guò)以上分析可知，重力勢(shì)能的大小跟物體的質(zhì)量和高度有關(guān)．
故答案為：（1）木樁陷入沙坑中的深度；（2）＜；（3）＜；（4）質(zhì)量；高度．

點(diǎn)評(píng) 解決此類問(wèn)題時(shí)，通常是利用轉(zhuǎn)換法和控制變量法來(lái)探究物體的重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量和高度的關(guān)系．