Question

11．在學習了重力勢能后，某小組同學通過實驗驗證相關知識，如圖所示，它們將鐵球從軌道某一高度由靜止開始滾下，進入水平直線軌道后，鐵球與前方放置的滑塊相撞，兩者一起移動了一段距離，小組同學將部分實驗數據記錄在表中．

序號	1	2	3	4	5	6	7	8	9
鐵球的質量m（克）	50	50	50	100	100	100	200	200	200
鐵球的高度h（米）	0.10	0.20	0.30	0.10	0.20	0.30	0.05	0.10	0.20
滑塊移動的距離s（米）	0.09	0.18	0.29	0.18	0.39	0.58	0.18	0.39	0.79

①實驗中，小組同學通過觀察、比較滑塊移動的距離來判斷具有重力勢能的大小，當鐵球和滑塊最終靜止時，鐵球原先具有的重力勢能轉化為內能．
②分析比較序號1、2、3（或4、5、6，或7、8、9）中的實驗數據及相關條件，可歸納得出：當物體的質量相同時，高度越高，物體具有的重力勢能越大．
③分析比較序號1、4、8或2、5、9或3、6中的實驗數據及相關條件，可歸納得出，當高度相同時，物體的質量越大，物體具有的重力勢能越大．
④進一步綜合分析比較序號2、4與7（或5或8）中的實驗數據及相關條件，還可歸納得出：當物體的高度與質量的乘積相同時，物體的重力勢能相等．

Answer 1

分析 （1）利用轉化法反映重力能的大小，通過木塊移動距離反映小球重力勢能的大小；
（2）探究重力勢能與質量的關系，應控制小球的高度相同，改變小球的質量；
（3）探究重力勢能與高度的關系，應控制小球的質量相同，改變小球的高度；
（4）比較序號2、4與7（或5或8）中的實驗數據，滑塊移動的距離相同，鐵球的質量、高度不同．

解答 解：①該實驗通過滑塊移動的距離大小反映小球重力勢能的大小，利用了轉化法．當鐵球和滑塊最終靜止時，鐵球原先具有的重力勢能轉化為內能；
②分析比較序號1、2、3（或4、5、6，或7、8、9）中的實驗數據可以看出小球質量相同，小球的釋放高度不同，木塊移動的距離不同，所以這兩次試驗是探究小球的重力勢能大小與小球高度的關系．
③分析比較序號1、4、8或2、5、9或3、6可以看出小球釋放的高度相同，小球的質量不同，木塊移動的距離不同，所以這兩次試驗是探究小球的重力勢能大小與小球質量的關系．
比較序號2、4與7（或5或8）中的實驗數據，滑塊移動的距離相同，鐵球的質量、高度不同，但質量與高度的乘積相同；
故答案為：①滑塊移動的距離；內；②當物體的質量相同時，高度越高；③1、4、8或2、5、9或3、6；④物體的高度與質量的乘積相同；物體的重力勢能相等

點評 此題是探究“物體的動能大小與哪些因素有關”的實驗，除考查控制變量法的轉換法的運用外，還考查了學生根據實驗現象得出結論的能力．