在研究物體的“重力勢能和高度因素”有關(guān)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(shí)驗(yàn)中：
（1）我們是通過觀察______來比較各鐵塊重力勢能的大小的．
（2）在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材的時候，需要的三個質(zhì)量______（相同/不同）的鐵球，這樣作的目的是：______
（3）從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來看：可以得出的結(jié)論是：______．

解：（1）鐵塊的重力勢能轉(zhuǎn)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(guān)系時，應(yīng)控制三個鐵塊的質(zhì)量相同，即可以讓相同質(zhì)量的鐵塊從不同高度下落，從而達(dá)到研究物體重力勢能和物體被舉高高度的關(guān)系；
（3）由圖可知，把木樁打進(jìn)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(zhì)量相同，只是下落的高度不同，所以本實(shí)驗(yàn)研究的是：物體重力勢能的大小與物體被舉高的高度有關(guān)．
故答案為：（1）木樁陷進(jìn)沙坑的深度；
（2）相同；控制鐵塊的質(zhì)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(guān)系；
（3）物體重力勢能的大小和物體被舉高的高度有關(guān)．
分析：本題是把鐵塊的重力勢能轉(zhuǎn)化成木樁陷進(jìn)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(zhuǎn)換法；讓三鐵塊的質(zhì)量相同，是利用的控制變量法．
點(diǎn)評：解決此類問題時，通常是利用轉(zhuǎn)換法和控制變量法來探究物體的重力勢能的大小與質(zhì)量和高度的關(guān)系．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：初中物理 來源： 題型：

（2012?樂山）小宇用如圖所示的裝置探究“動能的大小與什么因素有關(guān)？”的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）將質(zhì)量為m的小球從光滑斜面上的A處靜止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示．
（2）將質(zhì)量為m的小球從光滑斜面上的B處靜止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示．
（3）將質(zhì)量為2m的小球從光滑斜面上的B處靜止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動一段距離后靜止，如圖丙所示．
根據(jù)上述三次實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：
①實(shí)驗(yàn)中小球動能的大小是通過觀察比較
木塊在水平面上移動的距離
木塊在水平面上移動的距離
反映出來的，這里用到了物理學(xué)研究問題的一種
轉(zhuǎn)換
轉(zhuǎn)換
方法（選填“直接測量”、“放大”或“轉(zhuǎn)換”）；
②為了探究動能的大小與物體運(yùn)動速度的關(guān)系，應(yīng)選用
甲乙
甲乙
兩個圖來分析，并由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是
質(zhì)量相同的物體，速度越大，動能越大
質(zhì)量相同的物體，速度越大，動能越大
；
③分析乙、丙兩圖，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是
速度相同的物體，質(zhì)量越大，動能越大
速度相同的物體，質(zhì)量越大，動能越大
；其中小球在光滑斜面上從B處滾到底端的過程中，小球的
重力勢
重力勢
能轉(zhuǎn)化為
動
動
能．

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科目：初中物理 來源： 題型：

（2013?青島）回顧實(shí)驗(yàn)和探究（請將下列實(shí)驗(yàn)報告中的空缺部分填寫完整）
（1）探究影響壓力作用效果的因素：
（2）探究影響動能大小的因素：
過程 小雨提出這個研究問題后，想到可能與壓力大小和受力面積有關(guān)，于是他做了如圖三次實(shí)驗(yàn)，其中：他通過
乙、丙
乙、丙
兩圖所示的實(shí)驗(yàn)研究了壓力作用效果和受力面積的關(guān)系．最終，他得出結(jié)論并建構(gòu)出壓強(qiáng)的概念．
作圖 請?jiān)诒麍D中畫出小桌的受力示意圖．
方法 通過觀察小桌下陷的深度來比較壓力作用效果的大小，這里運(yùn)用了
轉(zhuǎn)換
轉(zhuǎn)換
法．
程序 提出問題-猜想-
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)
-得出結(jié)論．
過程 如圖，三次實(shí)驗(yàn)要讓小球由
靜止
靜止
狀態(tài)開始滾下．
乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)，研究的是動能大小與
速度
速度
的關(guān)系．
小球沿斜面滾下過程中，它的
重力勢
重力勢
能主要轉(zhuǎn)化為
動
動
能．
作圖 請?jiān)诩讏D中畫出小球滾下的受力示意圖．
問題討論 如果在甲中將物體A去掉，在水平面依次鋪上毛巾、棉布、木板，使小球在平面上所受阻力越來越小，小球速度將減小得越來越
慢
慢
．

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科目：初中物理 來源： 題型：

（2011?朝陽）某物理興趣小組研究“力對運(yùn)動的影響”及“影響摩擦力的因素”．如圖，三個滑道的斜面部分完全相同，水平部分材質(zhì)不同（毛巾、棉衣、木板）．三個相同的小木塊分別從三個滑道的同一高度O處從靜止釋放，在水平面滑行至停止的距離sBC＜sBD＜sBF．

（1）控制其他因素均相同，只體現(xiàn)“滑道材質(zhì)”與“滑行距離”的關(guān)系，這種研究方法屬于
控制變量
控制變量
法．
（2）三種滑行的初始段OB均相同，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析，從靜止釋放時，三木塊的
重力勢
重力勢
能相同，滑到水平部分左端B處時
動
動
能相同，則它們的速度
相同
相同
．
（3）在該實(shí)驗(yàn)時，三木塊在水平面部分所受摩擦力的大小關(guān)系fBC
＞
＞
fBD
＞
＞
fBF（填不等號），這個實(shí)驗(yàn)只能說明物體所受摩擦力與
接觸面（或支持面）的粗糙程度
接觸面（或支持面）的粗糙程度
有關(guān)．
（4）結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)，推測和猜想：如果滑道水平部分絕對光滑，小木塊將做
勻速直線運(yùn)動（或勻速運(yùn)動下去，或永遠(yuǎn)運(yùn)動下去，或滑行無限遠(yuǎn)）
勻速直線運(yùn)動（或勻速運(yùn)動下去，或永遠(yuǎn)運(yùn)動下去，或滑行無限遠(yuǎn)）
．

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科目：初中物理 來源： 題型：

探究影響動能大小的因素：
過程 如圖，三次試驗(yàn)都要讓小球由
靜止
靜止
狀態(tài)開始滾下．
乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)，研究的是動能大小與
速度
速度
的關(guān)系．
小球沿斜面下滾的過程中，它的
重力勢
重力勢
能主要轉(zhuǎn)化為
動
動
能．
作圖 請?jiān)诩讏D中畫出小球滾下時的受力示意圖．
問題討論 如果在甲中將物體A去掉，在水平面依次鋪上毛巾、棉布、木板，使小球在平面上所受阻力越來越小，小球速度減小的越來越
慢
慢
．

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科目：初中物理 來源： 題型：

小紅猜想動能的大小可能與物體質(zhì)量和運(yùn)動速度有關(guān)，于是設(shè)計了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)，探究動能的大小與哪些因素有關(guān)．

（1）讓質(zhì)量相同的兩個小球沿同一光滑斜面分別從A處和B處開始向下運(yùn)動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示．
（2）讓不同質(zhì)量的兩個小球沿同一光滑斜面分別從B處開始向下運(yùn)動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示，分析上述甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)，回答以下問題：
A、如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)時讓不同質(zhì)量的兩個小球從同一高度滾下的目的是兩球到達(dá)水平面時，具有相同的
速度
速度
．此過程中小球的
重力勢
重力勢
能轉(zhuǎn)化為小球的動能；
B、選用如圖甲探究的是動能與
速度
速度
的關(guān)系，得出的結(jié)論是：
質(zhì)量相同時，物體運(yùn)動的速度越大，動能越大
質(zhì)量相同時，物體運(yùn)動的速度越大，動能越大
．
C、選用如圖乙探究的是動能與
質(zhì)量
質(zhì)量
的關(guān)系，得出的結(jié)論是：
速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大
速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大
．
D、物理研究方法有許多，如等效替代法、轉(zhuǎn)化法、類比法、控制變量法；本實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了兩種研究方法，一是轉(zhuǎn)化法、就是用紙盒移動的距離長短來表示小球動能的大小，二是
控制變量
控制變量
法．

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