期末实验之探究影响物体重力势能的因素专项练习-2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 聚焦重力势能影响因素，以控制变量法和转换法为核心，构建“实验探究-结论推导-实际应用”的完整逻辑链，培养科学探究与科学思维素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础实验探究|1-10题|控制变量法（控制质量/高度探究单一因素）、转换法（弹簧压缩量/沙坑深度反映势能大小）|从重力势能概念出发，通过多情境实验（铁球撞弹簧、铅球陷沙坑）验证质量、高度对势能的影响，建立“质量越大、高度越高，势能越大”的核心结论| |综合应用拓展|11-15题|结论迁移（水电工程选址、高空抛物危害分析）|结合实际场景（水坝、《民法典》高空抛物规定），将实验结论应用于解释工程原理与安全问题，体现能量观念与社会责任|

期末实验之探究影响物体重力势能的因素专项练习 1．小明利用如图甲所示实验装置探究重力势能大小与物体质量和高度的关系： (1)若是不考虑摩擦，铁球从斜面上由静止滚下，它的________能转化为动能，铁球到达水平面接触并压缩弹簧，铁球的动能转化为弹簧的________，记录铁球速度减为0时弹簧的长度，整个过程机械能总量________（选填“变大”“不变”“变小”）；铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的重力势能越________（选填“大”或“小”）； (2)将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1<h2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1>l2），则你能得出的结论是________； (3)若要探究重力势能大小与物体质量的关系，请简要写出你的设计思路：________________； (4)结合前面的实验结论，在图乙所示的水坝中利用水的重力势能发电，发电机安装在________（选填“C”或“D”）位置更为合理； (5)2025年7月19日上午，雅鲁藏布江下游水电工程开工仪式在西藏自治区林芝市举行，项目预计装机规模约6000万千瓦，每年可提供近3000亿度的清洁、可再生、零碳电力，足以满足逾3亿人年度用电需求。请你结合本实验分析该项目的选址所具备的优势条件：________。 2．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球的质量为2m，让A、B两球从距沙坑表面高H处由静止下落，C球从距沙坑表面高2H处由静止下落，D球从距沙坑表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙坑的深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙坑的深度均为h3，且h1＜h2＜h3。 (1)本实验中，铅球的重力势能大小是通过___________来反映的。 (2)比较____两球，可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 (3)比较A、C两球，发现C球陷入沙坑的深度更深，由此可得出的结论是____。 (4)比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙坑的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径_______（选填“有关”或“无关”）。 3．小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想： 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的下落高度有关 猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关 为此小夏设计了如图所示的实验： 用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验数据如下表： 实验序号 铅球代号 铅球质量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m ① A 200 0.5 0.1 ② B 400 0.5 0.25 ③ C 200 1 0.2 ④ D 200 1 0.2 (1)本实验是通过观察________来判断重力势能大小的，这种研究问题的物理方法叫________（控制变量法/转换法/类比法）； (2)为验证猜想二，应比较________两球，得到的结论是：当物体质量相同时，________； (3)比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙中深度相同，由此可以得出结论：物体的重力势能与物体的运动路径________（有关/无关）。 4．某同学设计了如图所示的实验以探究重力势能与哪些因素有关：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球进行了四组实验（不计空气摩擦，球在管道中的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为和，C、D两球陷入沙深度为，且。 (1)本实验铅球的重力势能大小是通过________________________来反映的； (2)比较________两球，可得出结论：当下落高度相同时，物体质量越大，物体的重力势能越大； (3)比较A、C两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出________________________； (4)比较C、D两球，发现两球运动路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径________（选填“有关”或“无关”）。 5．如图，在“探究重力势能大小影响因素”的实验中，有三个实心的、大小相同的小球A、B、C，，球A、C离沙地高度相同。现将三个球同时由静止释放，球落到沙地上静止时的情形如图中虚线球所示。 (1)根据__________可以判断出______球释放前的重力势能最大。 (2)比较球A、C的实验情况可得出影响重力势能大小的因素是________。 (3)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小，甲同学用海绵代替沙子，乙同学用橡皮泥代替沙子，你认为______同学的方案更合适。 6．小红看到“严禁高空抛物”的警示牌，于是探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，她将三个相同的木桩置于等高的位置，让物体甲、乙、丙从木桩正上方某一高度由静止自由下落，将木桩打入沙中。已知：物体甲、乙、丙质量关系m甲=m乙<m丙。 (1)重物自由下落打击木桩，通过观察木桩陷入沙中的深度可判断物体乙释放前具有的重力势能最大，这种方法在物理学中属于________。 (2)比较图（a）和（b），可探究重力势能的大小与________的关系； (3)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小，A同学用橡皮泥代替沙子，B同学用海绵代替沙子，你认为________（填“A”或“B”）同学的做法更合适。 7．同学们在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时，把小桌放在平整的沙面上，让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，使桌腿陷入沙子，如图为实验过程中的有关情景。 (1)本实验探究的是_______（选填“重物”或“小桌”）的重力势能； (2)实验中通过______________来判断物体重力势能的大小，这种研究方法是_______； (3)通过比较甲、乙两实验，可得出的结论是：当物体的质量相同时，所处高度_______，重力势能越大。若要探究重力势能与质量的关系，应比较_______两实验。 8．在“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，三个金属块A、B、C的质量关系为mA=mB<mC。如图甲，让它们从不同高度处释放。木桩被击打后陷入沙中的情形如图乙所示。 (1)实验中金属块的重力势能大小是通过___________来反映的。 (2)比较金属块A和B将木桩打入沙中的深度可得出结论：当质量一定时，___________。 (3)比较金属块B和C将木桩打入沙中的深度，小海认为：物体重力势能的大小与质量无关，你认为小海的观点是___________（填“正确”或“错误”）的，理由是___________。 (4)请你根据实验结论，提出一条安全警示标语：___________。 9．在探究“物体的重力势能大小与物体质量和被举高高度的关系”实验时，所用器材有：若干个质量不同的重物、装有适量沙子的透明沙箱、小桌，实验装置如图所示。把小桌腿朝下放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度； (1)实验中探究的是______（选填“重物”、“小桌”或“沙子”）的重力势能； (2)将质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放，且 这是要探究物体重力势能大小与物体________的关系；实验时，观察到桌腿陷入沙子的深度分别为hA'、hB'、hc'，且 ，由此可得出结论______； (3)同学们在讨论重力势能与生活、生产的联系时，提出下列几种现象或应用，其中与本实验结论有关的是 。 A．禁止高空抛物 B．大货车限载限速 C．上车请系好安全带 D．机翼上部总是凸起下部平滑 10．为了探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，小罗利用带有四只脚的小方桌、沙箱及质量不同的重物（）设计并进行了如图所示的实验。实验中小罗是通过观察小方桌的桌脚陷入沙子中的深浅来比较重力势能大小的。 (1)要探究物体重力势能的大小与高度的关系，应选择______两图进行分析比较。 (2)乙、丙两图探究的问题是重力势能的大小与______的关系。 (3)年1月1日起我国《民法典》将高空抛物列入违法行为。物体的位置越______，具有的重力势能就越大，从高空掉下来，物体的重力势能转化为物体的______能越大，破坏力越大。 11．在探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”时，让A、B两个质量不同的铅球从沙坑表面上方由静止释放，铅球落下后陷入沙子中，实验情景如图甲所示。 (1)实验中通过比较______来判断铅球重力势能的大小。 (2)由实验情景甲可得出结论：当______一定时，物体的______越大，重力势能越大。 (3)若要探究物体重力势能与高度的关系，则需用______的两个铅球，让两球___________，比较它们陷入沙子中的深度。 (4)如图乙所示，C球由静止下落，D球沿光滑弯曲管道由静止滑下。实验表明，物体重力势能的大小与____________。 12．高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”，其强大的打击力对人们的生命安全构成了严重威胁。《中华人民共和国民法典》已明确规定，禁止从建筑物中抛掷物品．小明想知道高空抛物对地面打击力的大小与哪些因素有关。 他猜想：高空抛物对地面打击力的大小与物体的质量和抛出时离地面的高度有关。 小明用实验来探究高空抛物造成危害的因素。他认为小球从高处自由落下砸到木桩上能对木桩做功，使木桩陷入沙土中．然后设计了如图所示的实验（，）。 (1)实验中根据______来判断小球对木桩打击力的大小。 (2)小球由高处自由下落的过程中，重力势能转化为______。通过观察、两小球的实验可知，当高度相同时，小球对木桩打击力的大小与______有关。 (3)通过观察______两小球的实验可知，当小球质量相同时，小球落下时离木桩的高度越高，对木桩的打击力越______。 (4)小明还想探究小球打击力的大小与运动轨迹是否有关，于是找来一根光滑管道，把小球从与小球高度相同的管道顶端释放，发现木桩陷入沙土的深度与小球作用的深度相同，由此判断小球对木桩打击力的大小与小球的运动轨迹______（选填“有关”或“无关”）。 (5)与同学讨论之后，小明还发现：同一重物从同一高度由静止自由下落对水平地面产生的打击力，比被竖直向下推出下落时对同一水平地面产生的打击力小，这是为什么呢？请你说明其中的道理。 (6)结合日常生活中的经历，你认为还有哪些因素会影响高空抛物对地面打击力的大小？（写出一个因素即可） 13．如图所示是“探究重力势能大小影响因素”的实验。实验器材有体积较大的容器、A的质量比B的质量小的实心铁块、小方桌、橡皮泥。 (1)实验探究的是___________（选填“铁块”或“小桌”）的重力势能； (2)实验中通过___________来反映铁块重力势能的大小；在物理学中，这种方法叫___________（选填“控制变量法”或“转换法”）； (3)通过对比图甲、乙两次实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越多，说明它的重力势能越___________； (4)下列现象或应用与本实验结论有关的是___________； A．禁止高空抛物 B．大货车限载限速 C．机翼上部总是凸起下部平滑 (5)（科学论证）小明认为由实验步骤甲和丙或由实验步骤乙和丙，均可判断重力势能的大小和重物质量的关系。该观点___________（选填“正确”或“错误”），理由是___________。 14．在探究“重力势能的大小与哪些因素有关 ”的实验中，重物 A、B、C 的质量关系为mA=mB＜mC ，木桩相同。木桩和重物位置如图甲所示。重物静止释放后，木桩被 打击陷入沙中的情形如图乙所示，重物 B、C 将木桩打入沙中的深度相同。 (1)重物自由下落打击木桩，通过观察木桩陷入沙中的深度判断______（填“重物 ” 或“木桩 ”）的重力势能大小，这种方法在物理学中属于______（填“转换法 ”或“控制变量法 ”）。 (2)比较______两个重物将木桩打入沙中的深度，可得出的结论是：物体的质量一定时，下落高度越高，重力势能越大。 (3)我们_______（填“能 ”或“不能 ”） 比较出甲图中重物 B、C 的重力势能的大小。 (4)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小， 甲同学用橡皮泥代替沙子，乙同学用海绵代替沙子，你认为______（填“ 甲 ” 或“ 乙 ”）同学的做法更合适。 15．《民法典》明确规定：禁止从建筑物中抛掷物品。由此，拒绝高空抛物不再是一种倡议，而是正式成为法律层面的一项禁止性规定。学习重力势能知识后，使木桩陷入沙土中。然后设计了如图所示的实验（mA＜mB=mC=mD；hA=hB＜hC=hD）。 (1)实验中是根据 ___________来判断小球重力势能的大小，这种研究方法叫 ___________法。 (2)小球由高处自由下落过程中，重力势能转化为 ___________。通过观察A、B两小球的实验，发现B球让木桩陷入沙土更深，说明当高度相同时，重力势能的大小与物体的___________有关。 (3)通过观察 ___________两小球的实验，说明当小球质量相同时，重力势能的大小还与高度有关。 (4)小明还想探究重力势能的大小与运动轨迹是否有关，于是找来一根光滑管道，把小球D从与C球高度相同的管道顶端释放，由此判断重力势能大小与运动轨迹 ___________（选填“有关”或“无关”）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《期末实验之探究影响物体重力势能的因素专项练习-2025-2026学年人教版物理八年级下册》参考答案 1．(1) 重力势 弹性势能 不变 小 (2)质量相同时，物体的高度越高，重力势能越大 (3)质量不同的铁球从同一斜面的同一高度由静止释放，比较弹簧压缩后的长度 (4)D (5)地势落差大，水的高度差大，水具有较大的重力势能 【详解】（1）铁球从斜面上由静止滚下，高度降低，速度增大，质量不变，它的重力势能转化为动能；铁球到达水平面接触并压缩弹簧，铁球速度减小，弹簧形变增大，铁球的动能转化为弹簧的弹性势能。因为不考虑摩擦，整个过程中没有能量损耗，机械能总量不变。铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，这是采用了转换法，被压缩后弹簧长度越长，说明弹簧的弹性形变越小，则铁球的重力势能越小。 （2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1<h2）处由静止释放，铁球质量相同，高度不同，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1>l2），弹簧被压缩得越长，说明铁球的动能越大，原来的重力势能越大。所以能得出的结论是：质量相同时，物体的高度越高，重力势能越大。 （3）探究重力势能大小与物体质量的关系，就要控制铁球的高度相同，改变铁球的质量，设计思路为：质量不同的铁球从同一斜面的同一高度由静止释放，比较弹簧压缩后的长度。 （4）水力发电利用水的重力势能发电，发电机安装在D位置时，与上游的高度差较大，水的重力势能较大，所以发电机应该安装在D位置。 （5）雅鲁藏布江下游地势落差大，水的高度差大，根据重力势能的影响因素，水具有较大的重力势能，下落时能转化为更多的动能，从而可以推动水轮机发电，这就是该项目选址所具备的优势条件。 2．(1)铅球陷入沙坑的深度 (2)A和B (3)物体的质量相同时，所处的高度越高，物体的重力势能越大 (4)无关 【详解】（1）根据转换法，铅球的重力势能越大，落地时对沙坑做功越多，陷入沙坑的深度就越深。因此，用铅球陷入沙坑的深度来反映重力势能的大小。 （2）要探究 “高度一定时，质量对重力势能的影响”，需控制下落高度、运动路径相同，只改变质量。A、B两球高度、路径相同，质量不同，符合控制变量要求。 （3）A、C 两球的质量、路径相同，仅下落高度不同：A球高度H，C球高度2H。C球高度更高，陷入沙坑更深，说明重力势能更大。因此结论为：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大。 （4）C、D两球的质量、高度相同，仅运动路径不同，两球陷入沙坑的深度相同​，说明重力势能大小相同，因此重力势能与运动路径无关。 3．(1) 铅球陷入沙中的深度 转换法 (2) A、C 高度越高，重力势能越大 (3)无关 【详解】（1）[1][2]本实验是通过观察铅球陷入沙中的深度来判断重力势能大小的，铅球陷入沙中的深度越大，表明铅球的重力势能越大，把不便于测量的重力势能大小转换成便于测量的铅球陷入沙中的深度，这种研究问题的物理方法叫转换法。 （2）[1][2]为验证猜想二，即物体的重力势能与物体的下落高度有关，应控制铅球的质量相同，改变其下落高度，观察铅球陷入沙中的深度，所以，应比较A、C两球，由图知，C球下落高度较大，陷入沙中的深度也较大，即C球的重力势能较大，所以，得到的结论是：当物体质量相同时，物体的高度越大，重力势能越大。 （3）根据控制变量法，比较C、D两球，发现两球的质量和下落高度均相同，两球运动的路径不同，但陷入沙中深度相同，则两球的重力势能相同，由此可以得出结论：物体的重力势能与物体的运动路径无关。 4．(1)铅球陷入沙中的深度 (2)A、B (3)见详解 (4)无关 【详解】（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过铅球陷入沙中的深度来反映，此实验方法是转换法。 （2）比较A、B两球发现下落高度相同，B球质量大，陷入沙里更深，说明B球重力势能更大，可得结论：当下落高度相同时，物体质量越大，物体的重力势能越大。 （3）比较A、C两球，发现两球质量均为m，C球下落高度更大，C球陷入沙深度更大，说明C球的重力势能更大，由此可得结论：在质量相同时，物体的高度越高，重力势能越大。 （4）比较C、D两球，发现它们质量相等，高度相等，两球运动路径不同，而陷入沙深度相同，即两球的重力势能相同，可得结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 5．(1) 小球陷入沙地的深度 A (2)质量 (3)甲 【详解】（1）[1][2]实验中运用转换法，将不易测量的重力势能大小转换为小球陷入沙地的深度，观察图中小球陷入沙地的深度发现，球A陷入沙地的深度最深，故A球释放前的重力势能最大。 （2）大小相同的球A和球C，质量不同，离沙地高度相同，图中球A和球C陷入沙地的深度不同，即球A和球C释放前的重力势能不同，所以影响球A、C的重力势能大小的因素是质量。 （3）本实验是通过观察小球陷入沙地的深浅来判断影响小球的重力势能大小的因素，因重力势能的大小无法直接观察到，所以采用的是转换法，橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较，而海绵会部分恢复原状不能保持最大形变，故更合适的是甲同学的方法。 6．(1)转换法 (2)高度 (3)A 【详解】（1）重物的重力势能无法直接看出，重物自由下落打击木桩，通过观察木桩陷入沙中的深度可判断物体乙释放前具有的重力势能最大，这种方法在物理学中属于转换法。 （2）依题意得m甲=m乙，比较图（a）和（b），乙下落的高度大于甲下落的高度，乙将木桩打入沙中的深度较大，则乙的重力势能较大，说明重力势能的大小与高度的关系。 （3）当物体从一定高度落下撞击到橡皮泥表面时，橡皮泥会发生形变，并且这种形变在一定程度上是可以保留的；当物体撞击海绵时，海绵会被压缩，然后在移除外力后逐渐恢复原状，则为了保留痕迹，便于记录实验数据，用橡皮泥代替沙子比较好，故A同学的做法更合适。 7．(1)重物 (2) 比较桌腿陷入沙子的深浅 转换法 (3) 越高 乙、丙 【详解】（1）让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子，在探究重力势能的大小与哪些因素有关实验中，探究的是重物的重力势能。 （2）[1][2]实验中重物的重力势能大小不能直接比较，而是通过比较桌腿陷入沙子的深浅来比较，桌腿陷入沙子越深说明重物做的功越多，它原来具有的重力势能越大，运用了转换法。 （3）[1]比较甲、乙两实验，物体的质量相同，乙图中物体的高度较大，桌腿陷入沙子较深，说明它的重力势能较大，可以得到结论：物体的质量相同时，所处高度越高，重力势能越大。 [2]要探究重力势能与质量的关系，应控制其他变量保持不变，换用不同的重物，让它们从相同高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度，故应比较乙、丙两实验。 8．(1)木桩被击打后陷入沙中的深度 (2)物体的高度越高，具有的重力势能越大 (3) 错误 B、C两金属块释放的高度不同 (4)禁止高空抛物 【详解】（1）实验中金属块的重力势能大小是通过木桩被击打后陷入沙中的深度来反映的，这是转换法的应用。 （2）A、B的质量是相同的，物块B的高度大于A的高度，B撞击的木桩陷入沙中的深度大于A撞击的木桩陷入沙中的深度，B对木桩做的功多，B的重力势能大，所以结论为：当质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大。 （3）[1][2]由图可知，B、C下落的高度不同，质量也不同，击打木桩的深度相同；根据控制变量法，要探究物体重力势能的大小与质量的关系，应控制物体下落的高度相同，故结论是错误的。 （4）由上述实验可知，物体的质量越大，高度越高，重力势能越大，为了避免安全事故的发生，可以提出的安全警示标语：禁止高空抛物。 9．(1)重物 (2) 所处高度 质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大。 (3)A 【详解】（1）重力势能是物体由于被举高而具有的能，实验中是重物从高处落下，通过观察桌脚陷入细沙的深度来判断重物的重力势能大小，所以探究的是重物的重力势能。 （2）[1]将质量相同的重物从不同高度释放，控制了质量相同，改变的是高度，所以这是要探究物体重力势能大小与物体所处的高度的关系。 [2]质量相同的重物，从越高的地方释放，桌腿陷入沙子的深度越深，说明重物的重力势能越大。由此可得出结论：质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大。 （3）A．禁止高空抛物，是因为同一物体高度越高，重力势能越大，下落时造成的危害越大，与实验结论（质量相同时，高度越高，重力势能越大）有关，故A符合题意； B．大货车限载限速，限载是控制质量，限速是控制速度（与动能有关），和重力势能因高度影响的结论关联不大，故B不符合题意； C．上车请系好安全带，是为了防止惯性带来的危害，与重力势能无关，故C不符合题意； D．机翼上部总是凸起下部平滑，是利用流体压强与流速的关系产生升力，与重力势能无关，故D不符合题意。 故选A。 10．(1)甲、乙 (2)质量 (3) 高 动 【详解】（1）要探究物体重力势能的大小与高度的关系，根据控制变量法，应控制重物的质量不变，改变重物的高度，应选择图甲、乙进行分析比较。 （2）图乙和图丙中，重物的高度相同，质量不同，探究的问题是物体重力势能的大小与质量的关系。 （3）[1][2]物体的重力势能与物体的质量与高度有关，同一物体的位置越高，具有的重力势能就越大。从高空掉下来，物体的重力势能转化为物体的动能，高度越高，重力势能越大，转化成的动能就越大，破坏力越大。 11．(1)铅球陷入沙子中的深度 (2) 下落高度 质量 (3) 质量相同 从不同高度下落 (4)运动路径无关 【详解】（1）在探究 “物体重力势能的大小与哪些因素有关” 的实验中，由于重力势能的大小无法直接观察和测量，我们采用转换法，通过铅球陷入沙坑的深度来反映铅球重力势能的大小。铅球陷入沙坑越深，说明铅球对沙坑做的功越多，其具有的重力势能就越大。 （2）[1][2]观察图甲，A、B两个铅球下落的高度相同，B球的质量大于A球的质量，且B球陷入沙坑的深度更深。这表明当物体下落的高度一定时，物体的质量越大，其具有的重力势能就越大。 （3）[1][2]若要探究物体重力势能与高度的关系，根据控制变量法，需要控制其他因素不变，只改变高度这一变量。所以要用质量相同的两个铅球，让两球从不同高度由静止释放，然后比较它们陷入沙子中的深度，从而得出重力势能与高度的关系。 （4）观察图乙，C球由静止下落，D球沿光滑弯曲管道由静止滑下，两球的质量相同，下落的高度也相同，虽然运动路径不同，但两球陷入沙坑的深度相同。这说明物体重力势能的大小与运动路径无关。 12．(1)木桩陷入沙土的深度 (2) 动能 质量 (3) B、C 大 (4)无关 (5)见解析 (6)见解析 【详解】（1）实验中木桩受到球的撞击，陷入沙土，可以根据木桩陷入沙土的深度来判断小球对木桩打击力的大小，这种方法称为转换法。 （2）[1]小球在下落过程中，质量不变，高度减小，速度变大，将重力势能转化为动能。 [2]比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球下的木桩陷入沙土的深度更大，说明当高度相同时，小球对木桩打击力的大小与物体的质量有关。 （3）[1][2]比较B、C两球，两球质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于B球的下落高度，发现C球下的木陷入沙土的深度更大，说明C球的重力势能较大，由此可得出结论：当小球质量相同时，小球落下时离木桩的高度越高，对木桩的打击力越大。 （4）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，但木陷入沙土的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 （5）同一物体竖直向下推出下落时，除了具有重力势能，还具有一定的初始动能，根据机械能守恒定律可知，在下落过程中，重物达到地面具有的总机械能比从同一高度由静止自由下落的机械能更大，因此同一重物从同一高度由静止自由下落对水平地面产生的打击力，比被竖直向下推出下落时对同一水平地面产生的打击力小。 （6）物体的形状会影响高空抛物对地面的打击力大小，如物体在空中运动时还会受到空气阻力，蓬松的物体受到的空气阻力相对较大，下落的速度相对较慢，会影响对地面的打击力；并且根据可知，压力一定时受力面积不同的物体对地面的压强不同，如相同压力的情况下下方为锥状的物体对地面的压强大于下方为平面的物体，因此不同形状的物体对地面的打击力也不同。 13．(1)铁块 (2) 橡皮泥的凹陷程度 转换法 (3)大 (4)A (5) 错误 见解析 【详解】（1）实验中实心铁块下落撞击小桌时将小桌向下压，对小方桌做功，说明实心铁块具有能量，该实验研究的是实心铁块的重力势能。 （2）[1][2]实验中实心铁块具有重力势能的大小通过观察橡皮泥的凹陷程度来表示的。这种方法叫转换法。 （3）甲、乙两实验中，铁块的质量相同，高度不同，且铁块的高度越高，橡皮泥的凹陷程度越大，说明铁块对外做功越多，铁块的重力势能越大。 （4）A．禁止高空抛物，是由于高度越高，物体具有的重力势能越大，能够对外做的功越多，破坏力越强。故A符合题意； B．大货车限载限速，是由于质量越大、速度越快，动能越大，故B不符合题意； C．机翼上部总是凸起下部平滑，利用机翼上方空气流速快，压强小，下方空气流速慢，压强大，产生向上的压强差，从而获得向上的升力，故C不符合题意。 故选A。 （5）[1][2]探究重力势能的大小和重物质量的关系，需要控制下落的高度相同，而甲和丙两实验中未控制下落高度相同，因此该观点是错误的。 14．(1) 重物 转换法 (2)A、B (3)能 (4)甲 【详解】（1）[1][2]本实验是通过观察木桩陷入沙中的深浅来判断影响重物的重力势能大小的因素，让重物自由下落打击木桩，因重力势能的大小无法直接观察到，通过观察木桩陷入沙中的深度判断重物的重力势能大小，这种方法在物理学中属于转换法。 （2）探究重力势能的大小和重物下落高度的关系，根据控制变量法可知应控制物体的质量一定，改变物体下落的高度； 由题意和图甲可知，重物A、B的质量相等，重物B的高度大于重物A的高度，由图乙可知，重物B撞击木桩陷入沙中的深度大于重物A撞击木桩陷入沙中的深度，所以可得出的结论：物体的质量一定时，高度越高，物体的重力势能就越大。 （3）由题意和图示可知，虽然重物B、C下落的高度不同，质量也不同，但是重物将木桩打入沙中的深度相同，结合转换法可知甲图中重物B、C的重力势能是相等的，即能比较重物B、C的重力势能的大小。 （4）本实验是通过观察木桩陷入沙中的深浅来判断影响重物的重力势能大小的因素，因重力势能的大小无法直接观察到，所以采用的是转换法，橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较，而海绵会部分恢复原状不能保持最大形变，故更合适的是甲的方法。 15．(1) 木桩陷入沙土的深度 转换 (2) 动能 质量 (3)B、C (4)无关 【详解】（1）[1][2]本实验中，小球的重力势能大小是通过木桩陷入沙土的深度来反映的，这种方法称为转换法。 （2）[1]小球在下落过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，将重力势能转化为动能。 [2]比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球下的木桩陷入沙土的深度更大，说明B球的重力势能较大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 （3）比较B、C两球，两球质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于B球的下落高度，发现C球下的木陷入沙土的深度更大说明C球的重力势能较大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大。 （4）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，但木陷入沙土的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $