Question

19．在探究“物體的重力勢能與什么因素有關”時，某同學提出了如下猜想：
猜想一：…．
猜想二：物體的重力勢能可能與物體所在的高度有關．
為此他設計了如圖所示的實驗裝置．將兩端開口、長約1米、粗細均勻的圓柱形玻璃管豎直固定在鐵架臺上，將粗細適宜的圓柱形泡沫塑料塊置于玻璃管內O點處（塑料塊與玻璃管內壁有適量的摩擦）．其他器材還有：刻度尺、一組系有細線的質量不等的鉤碼、用于調整泡沫塑料塊回到O點位置的木棒．
請你幫助他回答下列問題：
（1）探究“猜想一”時，使用不同質量的鉤碼從相同的高度在玻璃管內由靜止下落，去沖擊O點的泡沫塑料塊，然后用刻度尺分別測量泡沫塑料塊下移的距離，從而比較出重力勢能的大小．根據實驗操作，請你合理地表達出猜想一：探究物體的重力勢能與質量有關．
（2）為了探究“猜想二”，他設計以下實驗數據記錄表．請你幫他完成表格中帶“鉤碼下落的高度（cm）”的內容．

實驗次數	鉤碼的質量（克）	鉤碼下落的高度 （cm）	泡沫塑料塊下移的距離（厘米）
1
2
3

（3）實際操作時，他發(fā)現有幾次泡沫塑料塊并未發(fā)生移動，其原因可能是鉤碼的質量偏小或鉤碼下落的高度偏小．（至少寫出2點）

Answer 1

分析 （1）由于物體的重力勢能與兩個因素有關，因此在探究時，要用到控制變量法．在探究物體的重力勢能與質量的關系時，要利用控制變量法的思路去控制物體的質量不同，讓其他因素都相同去設計實驗．
（2）設計表格，首先要明確表格中應該記錄哪些物理量，做幾次試驗，從而可以確定該表格有幾行幾列．在此實驗中，通過泡沫下落的高度來比較物體的重力勢能的多少，因此要記錄的物理量就要包括泡沫下移的距離；由于要探究物體的重力勢能與高度得關系，要讓物體的高度變化而質量不變，因此表格中還要記錄物體下落的高度和物體的質量；
（3）實際操作時，他發(fā)現有幾次泡沫塑料塊并未發(fā)生移動，其原因可能是 鉤碼的質量偏小或鉤碼下落的高度偏小．

解答 解：（1）要探究物體的重力勢能與質量的關系，根據控制變量法的思路，就要控制鉤碼的高度不變，鉤碼的質量變化．通過泡沫塑料塊下移的距離來反映鉤碼重力勢能的多少．
（2）由于實驗是在物體質量一定時，研究物體的重力勢能與高度的關系，所以要使物體的質量一定，改變物體的高度，通過泡沫塑料塊下移的距離來反映物體重力勢能的多少．因此表格中包含的欄目有：物體的質量、物體的高度、鉤碼下落的高度（cm）、泡沫塑料塊下移的距離．表格中要包括鉤碼下落的高度（cm）；
（3）實際操作時，他發(fā)現有幾次泡沫塑料塊并未發(fā)生移動，其原因可能是鉤碼的質量偏小或鉤碼下落的高度偏�。�
故答案為：（1）泡沫塑料塊下移的距離；（2）鉤碼下落的高度（cm）；（3）鉤碼的質量偏小或鉤碼下落的高度偏小．

點評 實驗表格的設計，首先要明確實驗中包含哪些物理量，每一個物理量占據一列．從而決定了該表格包括幾列．還要明確實驗做了幾次，每一次實驗占據一行，從而確定了該表格有幾行．由此即可畫出實驗表格．