期末实验专题复习--探究影响重力势能大小的因素-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，通过15道阶梯式实验题构建“现象观察-数据处理-结论推导”的科学探究链条，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |变量控制|8题（如1、2、6题）|控制单一变量（质量/高度/路径）|从质量、高度双因素基础探究到路径无关性拓展，形成完整变量关系网络| |转换法应用|10题（如3、4、8题）|通过陷入深度（沙/花泥）反映势能大小|将抽象势能转化为可测量的形变程度，体现科学探究的证据意识| |结论推导|15题全覆盖|对比实验现象→归纳物理结论|从具体实验数据到“质量越大/高度越高，势能越大”的普适规律，培养科学论证能力|

期末实验专题复习--探究影响重力势能大小的因素 1．如图所示，小明在实验室探究影响物体重力势能大小的因素： (1)小明要完成探究，需要找数个___________不同的物体进行实验； (2)小明找来A、B、C三个物体进行实验，实验中比较图甲和丙，（A、C是体积不等的实心铁块）可以得出的初步结论是___________； (3)由图中现象___________（选填“能”或“不能”）比较B、C两个物体的重力势能。 2．小明在探究“影响重力势能大小的因素”实验中，选择三个大小相同的实心球A、B、C，且。如图甲，A、C两球离沙地高度相同，将三个球由静止释放，落到松软程度相同的沙地上时的状态如虚线所示，忽略空气阻力影响。 (1)选择A、B两球进行实验，是为了探究重力势能大小与________的关系； (2)比较A、C两球可得出结论：________； (3)释放前，B、C两球中，重力势能较大的是________球； (4)如图乙，小红也使A、C两球从同一高度下落到松软程度相同的沙地上，结果如虚线所示，原因可能是________。 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．如图是探究铅球“重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验。（图中阴影部分为沙子） (1)本实验是通过观察______来判断重力势能大小的； (2)由______两球可探究重力势能与物体质量的关系； (3)由A、C两球的实验情景可得结论：____________； (4)比较C、D两球，C铅球由静止自由下落，D铅球沿光滑弯曲管道由静止滑下，实验表明，铅球重力势能的大小与通过的路径______（选填“有关”或“无关”）。 5．如图甲、乙是小华和小强两位同学探究“物体的动能和势能的大小与哪些因素有关”的实验装置。 （1）为了探究动能与质量的关系，小华利用图甲进行的实验如下：让质量的两个小球从斜面上同一高度下滑，并撞击放在水平面上的木块，由于M在水平面上滑行一段距离之后再撞击木块，最终木块在水平面上滑行的距离相同。于是小华根据实验得出结论：物体动能大小与质量无关。这个结论与我们学习的结论不符，原因是__________； （2）小强利用图乙探究物体重力势能与哪些因素有关的实验，三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同，A、B、C三个物体的质量关系为：。图乙中B、C两物体从图示位置由静止释放，分别撞击两木桩使之扎入沙坑的深度相同，由此__________（选填“能”或“不能”）说明B、C的初始重力势能相同。 6．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、体积相同的铁球、铁球和塑料球，球、离沙地高度相同。让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 (1)本实验中的研究对象是______（选填“三个球”或“沙地”）。可根据图中A、B、C三个球______（选填“所处的高度”或“在沙地中下陷的深度”），判断出释放前球______（选填“A”、“B”或“C”）的重力势能最大； (2)比较图中______两球的实验现象，可初步得出：物体重力势能的大小与物体的质量有关； (3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为__________； (4)小球在下落过程中，重力会对小球做功，则重力对小球做功大小与时间关系图像应是下图中的__________。 7．如图所示，某兴趣小组在“探究物体的重力势能大小与哪些因素有关”的实验中，用大小、形状相同的A、B、C三个铅球分别从H和2H高度由静止释放（不计空气阻力）。实验测得A、B、C三球陷入沙的深度分别为h1、h2、h3. (1)本实验中铅球的重力势能大小是通过___________来反映的；这种实验方法叫___________； (2)比较A、B两球，可得出结论：___________。 (3)比较___________两球，可得出结论：当质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大。 8．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：用体积相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量均为，B球质量为，让A、B两球从距沙表面高处由静止下落，C球从距沙表面高（）处由静止下落，D球从距沙表面高的光滑弯曲管道上端由静止滑入，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和，C、D两球陷入沙坑的深度均为，且。 (1)本实验中，铅球的重力势能大小是通过___________来反映的。 (2)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)比较_______两球，发现C球陷入沙坑的深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，高度越高，物体的重力势能越大。 (4)比较A、B两球，发现B球陷入沙坑的深度更大，由此可得出结论：_________。 9．【实验名称】探究影响重力势能大小的因素。 【猜想】在探究影响重力势能大小的因素时，某同学提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关。 猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关。 猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。 【证据】他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，体积相同、质量为m的小球三个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示： 为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度分别为和，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端由静止滑入，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），测得C、D小球陷入花泥的深度均为，且。 【解释】 (1)本实验是通过观察______来判断重力势能大小的； (2)分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的运动路径、______相同时，______越大，重力势能越大； (3)分析图乙所示的实验现象，发现两个球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径______（选填“有关”或“无关”）； (4)比较______两个球，可得出结论：当物体质量相同时，高度越高，物体具有的重力势能越大； 【交流】 (5)本实验中主要采用的实验方法有转换法和______法； (6)由B、C两个球不能探究重力势能的大小与质量的关系，理由是没有控制______。 10．小亮在探究“物体的重力势能与哪些因素有关”时，选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉；三个质量分别为、、的铝块，且。他做了如下实验：首先控制铁钉插入泡沫的深度相同，分别将三个金属块由空中静止释放撞击铁钉，撞击后铁钉进入泡沫的深度如图所示。 (1)比较______两次实验的情况，说明高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大； (2)由于实验室器材数量有限，有一小组同学没有领到质量为的金属块，他们是否可以完成对（1）中结论的探究？______（选填“能”或“不能”）；若能，请说明操作；若不能，请说明理由：______； (3)本实验中，的质量比小，但初始高度比高，小亮认为没有做到控制变量，所以无法比较和的重力势能大小，你是否同意？______（选填“是”或“否”），请写出你的依据______。 11．在海边旅游的小林不小心将手中的饮料瓶落到了松软的沙滩上，在沙滩上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，回家利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。问题一：压力作用效果跟哪些因素有关？问题二：重力势能大小跟哪些因素有关？ （1）做实验①②③是为了探究___________（“问题一”或“问题二”）； （2）利用实验④⑤可探究重力势能大小与___________是否有关；实验⑤⑥可探究重力势能大小与___________是否有关； （3）“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写出该结论___________。 12．图甲为探究影响重力势能大小因素的实验装置。 (1)将铁球从斜面由静止释放后到压缩弹簧，记录铁球速度减为0时弹簧的长度。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_______。 (2)将同一铁球先后从同一斜面的不同高度处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为，由此可得：当物体质量一定时，_______，重力势能越大。 (3)若要探究重力势能大小与物体质量的关系，请简要写出你的实验设计思路：_______。 (4)结合本实验和所学知识，分析图乙所示的水坝，发电机安装在位置_______（选填“C”或“D”）较为合理。你认为适合建造大型水力发电站的地方应具备的条件：_______。（写出一条即可） 13．如图（甲）所示，小明在工地上看到打桩机上被举高的重锤能将桩打入地下。在学习了重力势能的知识后，小明知道了这是由于被举高的重锤具有重力势能。那么什么因素会影响重力势能的大小呢?对这个问题,小明提出了如下猜想。 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所在高度有关。 为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验。如图（乙）所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。 (1)实验中通过比较________来判断物体重力势能的大小，依据是铁块对小桌________越多，铁块具有的重力势能就越大。 (2)铁块在空中下落的过程中，将重力势能转化为________能。 (3)按上述方案进行实验，其实验数据如表所示。 实验 序号 铁块质 量m/g 铁块距桌面的 高度H/cm 桌腿进入沙子的 深度h/cm ① 20 20 1.9 ② 20 30 2.9 ③ 20 40 3.8 ④ 30 20 2.9 ⑤ 40 20 4.1 为了验证猜想一，需选择表中________（填实验序号）三组数据进行分析；分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是_________。 14．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C。球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 （1）根据__________可以判断出A球释放前的重力势能最大； （2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是_____________； （3）球在空中下落时减少的重力势能主要转化为_____________。 15．小红找来了几个质量不同的木块、装有细沙的容器和三脚小桌如图所示，她利用这些器材探究“重力势能大小与哪些因素有关”的实验。 (1)该实验是通过观察比较______来间接判断物体重力势能大小的，下列实验中与上述研究方法相同的有______填写实验前的序号。 a．研究物体温度时，通过观察温度计液柱高低来判断物体温度的高低； b．探究平面镜成像的特点时用两只等大的蜡烛； c．在研究光的传播时引入光线； d．探究小球的动能与速度的关系时，用质量相同的小球。 (2)实验过程中选用质量不等的木块由______的高度自由落下，是探究重力势能大小与质量的关系，得到的实验结论是：______。 (3)小红发现先前学习的探究压力作用效果的实验也能用上述器材探究，对比“探究影响压力作用效果因素”与“探究影响重力势能大小因素”两个实验，以下关于两个实验的四个判断中错误的是______。 A．都需要观察小桌陷入沙中深度； B．前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放； C．都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量； D．后者实验中小桌不需要倒放。 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 《期末实验专题复习--探究影响重力势能大小的因素 2025-2026学年人教版物理八年级下册》参考答案 1．(1)质量 (2)见详解 (3)能 【详解】（1）根据控制变量法，要验证重力势能的大小与质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验。 （2）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较钉子进入沙堆的深浅来比较重力势能的大小的。钉子进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大；比较图A、C，可以发现，高度相同，C中钉子插入更深，所以C具有重力势能大，即可以得出的初步结论是高度相同时，物体质量越大，重力势能越大。 （3）B、C将钉子被扎入沙中深度相同，对钉子做的功相同，说明它们具有的势能相同，故能比较B、C两个物体的重力势能的大小。 2．(1)高度 (2)当高度相同时，质量越大，重力势能越大 (3)B (4)C球下落前具有向下的初速度 【详解】（1）由题意可得，A、B两球的质量相同，下落高度不同，所以选择A、B两球进行实验，是为了探究重力势能大小与高度的关系。 （2）由题意得，A球质量大于C球且A、C两球下落高度相同，由图甲可得，A球在沙地中的凹陷程度比C球深，说明A球的重力势能更大，故结论为：当高度相同时，质量越大，重力势能越大。 （3）本实验通过小球落在沙地中的凹陷程度来反映小球重力势能的大小，用到了转换法，由图甲得，B球在沙地中的凹陷程度比C球深，所以释放前，B、C两球中，重力势能较大的是B球。 （4）如图乙，小红也使A、C两球从同一高度下落到松软程度相同的沙地上，且A球的质量大于C球，但A球在沙地中的凹陷程度比C球浅，可能是C球下落前具有向下的初速度。 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)见解析 (4)无关 【详解】（1）本实验中，根据转换法，小球重力势能的大小是通过小球陷入沙中的深度来反映的。 （2）探究重力势能与物体质量的关系，保持下落高度和运动路径相同，质量不同，选择AB两球进行实验。 （3）比较AC两个小球，质量和路径相同，下落的高度不同，位置越高，球陷入沙中的深度越大，重力势能越大，可以得到当物体质量相同时，物体位置越高，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，而两球的运动路径不同，发现两球陷入沙中的深度相同，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． 木块没有放在斜面底端 能 【详解】（1）[1]由图得，两球的质量不同，让小球从斜面上同一高度下滑，小球到达水平面的速度相同，实验中通过小球撞击木块，木块移动的距离看出小球动能大小，此时木块放在斜面的底端，由图得，木块没有放在斜面底端，导致结论出错。 （2）[2]B、C两物体从图示位置由静止释放，撞击两木桩使之扎入沙坑的深度相同，说明BC撞击木桩过程中，克服摩擦阻力做的功相同，说明B、C的初始重力势能相同。 6．(1) 三个球 在沙地中下陷的深度 A (2)A、C (3)动能 (4)乙 【详解】（1）[1]根据转换法，本实验通过观察小球在沙地中下陷的深度，判断小球具有重力势能的大小的，所以本实验中的研究对象是三个球。 [2]本实验通过观察小球在沙地中下陷的深度，判断小球具有重力势能的大小的。小球释放前的重力势能越大，小球的能量就越多，做功本领越强，则小球陷入沙中越深。 [3]图中铁球A陷入沙中的深度最大，说明铁球A的重力势能最大。 （2）比较A、C两球可知，两球所处的高度相同，A是铁球，C是塑料球，铁球A的质量大，A球陷入沙的深度大，因此得出的结论是：物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大。物体重力势能的大小与物体的质量有关。 （3）球在空中下落时，高度降低、速度变大，重力势能主要转化为动能。 （4）小球下落过程中做加速运动，速度逐渐增大，根据 可知，小球下落过程中的功率逐渐增大，根据 可知，单位时间内重力对该球做功也越来越多，故图甲、丙、丁不符合题意，图乙符合题意。 故选乙。 7．(1) 铅球陷入沙的深度 转换法 (2)当下落高度相同时，物体的质量越大，它的重力势能就越大 (3)A、C 【详解】（1）[1][2]在这个实验中，铅球的重力势能大小并没有直接测量，而是通过观察铅球陷入沙的深度来间接反映的。铅球陷入沙的深度越深，说明它做的功越多，即释放的重力势能越大。这种通过观察某一现象（铅球陷入沙的深度）来推断另一物理量（重力势能）大小的方法，叫做转换法。 （2）比较A、B两球，它们从同一高度（H）由静止释放，因此下落的高度相同。但A球的质量小于B球的质量，结果B球陷入沙的深度更深。这说明，当下落高度相同时，物体的质量越大，它的重力势能就越大。 （3）要探究重力势能与高度的关系，要控制物体的质量相同，高度不同，由图可知A、C两球，它们的质量相同，但从不同高度（H和2H）由静止释放。结果是从更高高度释放的C球陷入沙的深度更深。故应选择A、C两球进行比较。 8．(1)铅球陷入沙坑的深度 (2)无关 (3)A、C (4)高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大 【详解】（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙坑的深度来反映，球陷入沙坑的深度越深，球的重力势能越大。 （2）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，发现两球运动的路径不同，但陷入沙坑深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 （3）比较A、C两球，质量和运动路径相同，C球的下落高度大，发现C球陷入沙坑深度更大，由此可得出结论：当物体的质量一定时，下落高度越大，重力势能越大。 （4）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球陷入沙坑深度更大，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。 9．(1)小球陷入花泥中的深度 (2) 高度 质量 (3)无关 (4)A、C (5)控制变量 (6)下落高度相同 【详解】（1）小球的重力势能难以直接观察，可以观察小球陷入花泥中深度来间接反映，利用了转换法。 （2）[1][2]分析图甲所示的实验现象，两球高度相同，质量不同，质量大的陷入花泥中更深，根据控制变量法，可得出结论：当物体的运动路径、高度相同时，质量越大，重力势能越大。 （3）分析图乙所示的实验现象，质量和高度相同，两个球运动的路径不同，陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径无关。 （4）根据控制变量法，探究重力势能大小与高度的关系时，应保持质量相同，高度不同，故应选择A、C两球进行实验。 （5）小球的重力势能难以直接观察，可以观察小球陷入花泥中深度来间接反映，利用了转换法，重力势能的大小与质量和高度有关，每次只探究其中一个，另一个保持相同，应用了控制变量法，故本实验中主要采用的实验方法有转换法和控制变量法。 （6）探究重力势能的大小与质量的关系，根据控制变量法，应保持高度相同，质量不同，B、C两个球质量不同，下落高度也不相同，故不能完成探究重力势能的大小与质量的关系实验。 10．(1)甲、丙 (2) 不能 不能控制高度相同时，质量不同 (3) 否 见解析 【详解】（1）由题可知，甲、丙中铝块的质量不同，高度相同，铁钉进入泡沫深度不同，因此比较甲、丙两次实验的情况，说明铝块高度相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。 （2）[1][2]由于甲、乙中金属块的质量相同，高度不同，铁钉进入泡沫深度不同，故能得到的结论：在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大。由于实验室器材数量有限，有一小组同学没有领到质量为的金属块，可知领到的金属块的质量相同，由于不能控制高度相同时，质量不同，所以不能完成（1）中结论的探究。 （3）[1][2]由图可知，甲、乙中金属块的质量相同，高度不同，铁钉进入泡沫的深度不同，故可探究重力势能的大小与高度的关系，得到的结论为：在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大；所以，我们是通过观察比较铁钉进入泡沫的深度来间接比较金属块重力势能的大小，比较乙、丙实验，的质量比小，初始高度比高，对应的铁钉进入泡沫的深度较大，则的重力势能较大，可比较和的重力势能大小。 11． 问题一 质量 高度 物体质量一定时，物体所处高度越高，重力势能越大 【详解】（1）[1]由图可知，实验①与②中，瓶子与玉米面团的受力面积相等，压力不同，压力的作用效果不同，实验②与③中，瓶子对玉面面团的压力相等，受力面积不同，压力的作用效果不同，所以做实验①②③是为了探究问题一：压力作用效果跟哪些因素有关？ （2）[2]实验④与⑤中，瓶子与水的总质量不相等，下落高度相同，所以利用实验④⑤可探究重力势能大小与质量是否有关。 [3]实验⑤与⑥中，瓶子与水的总质量相等，下落高度不同，所以利用实验⑤⑥可探究重力势能大小与高度是否有关。 （3）[4]实验⑤与⑥中，瓶子与水的总质量相等，实验⑥中瓶子下落高度大于实验⑤中瓶子下落高度，实验⑥中瓶子下陷深度较大，所以通过分析实验⑤⑥可以得出结论：物体质量一定时，物体所处高度越高，重力势能越大。 12．(1)小 (2)高度越高 (3)质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度 (4) D 水资源丰富和地势高度差大 【详解】（1）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，弹簧的形变越小，弹性势能越小，则说明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，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1＞l2），结合（1）的分析上可得出的结论是：当物体质量一定时，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：质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度。 （4）[1][2]D位置与上游的高度差较大，所以应该安装在D位置；水资源丰富（或水量大）和地势高度差大，重力势能就大，转化为的动能就越大，适合建造大型水力发电站。 13．(1) 桌腿陷入沙坑的深度 做功 (2)动 (3) ①④⑤ 在质量一定时，高度越高，重力势能越大 【详解】（1）[1][2]本实验采用了转换法，实验中通过桌腿进入沙子中的深度越深，说明铁块对小桌做功越多，物体的重力势能越大，所以实验中通过桌腿陷入沙坑的深度来反映重力势能的大小。 （2）铁块在下落过程中，重力势能减小，动能增加，将重力势能转化为动能。 （3）[1]要验证猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关，要控制物体所在高度相同，改变物体的质量进行实验，故应选择①④⑤三组数实验据进行分析。 [2]分析①②③组实验数据可知，物体的质量相同，铁块下落的高度不同，高度越高，桌腿进入沙子的深度越深，重力势能越大，故结论为：在质量一定时，高度越高，重力势能越大。 14． 球陷入沙中的深度 质量 动能 【详解】（1）[1]小球释放前的重力势能越大，小球的能量就越多，做功本领最强，则小球陷入沙中越深；图中铁球A陷入沙中的深度最大，说明铁球A的重力势能最大。 （2）[2]比较A、C两球可知，两球所处的高度相同，A是铁球，C是塑料球，铁球A的质量大，A球陷入沙的深度大，因此得出的结论是：物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大。 （3）[3]球在空中下落时，高度降低、速度变大，重力势能主要转化为动能。 15．(1) 小桌在沙子中下陷的深度 a (2) 相同 见解析 (3)C 【详解】（1）[1][2]由题意知，实验是通过观察比较小桌在沙子中下陷的深度来间接判断物体重力势能大小的。采用的是转换法。 a．研究物体温度时，通过观察温度计液柱高低来判断物体温度的高低，而温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的，采用的是转换法，故a符合题意； b．探究平面镜成像的特点时用两只等大的蜡烛，采用的是等效替代法，故b不符合题意； c．在研究光的传播现象时，引入实际不存在的光线描述光的传播特点，采用的是模型法，故c不符合题意； d．为了探究小球动能与速度的关系，根据控制变量法可知，应控制小球的质量相同，改变小球的速度，即让小球从斜面不同高度滑下，从斜面上释放的位置越高，到达水平面时速度越大，采用的是控制变量法，故d不符合题意。 故选a。 （2）[1][2]实验中采用质量不同的物块，是为了探究重力势能与质量的关系，在探究过程中要注意保持物体从同一高度由静止落下；可得出的结论是：高度一定时，质量越大，重力势能越大。 （3）A．根据转换法可知，这两个实验中都是根据小桌陷入沙中的深度来反映压力的作用效果或者重力势能的大小，故A正确； B．水平面上静止且不受其他竖直方向力的物体，对水平面的压力等于自身的重力，所以探究影响压力作用效果因素时，不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放， B正确； C．“探究影响压力作用效果因素”时，选用大小不同的木块，是为了改变压力的大小；“探究影响重力势能大小因素”时，选用大小不同的木块，是为了改变质量的大小，所以改变的量是不同的，故C错误； D．“探究影响重力势能大小因素”时，不需要改变受力面积的大小，所以小桌不需要倒放，故D正确。 故选C。 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 $