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探究，以控制变量法和转换法为核心，构建“概念-实验-应用”逻辑体系，强化科学探究与科学思维能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础实验设计|1-6题|变量控制（高度/质量）、转换法（凹陷深度）|从自变量因变量识别到实验步骤设计，建立能量与高度/质量关系| |进阶探究分析|7-12题|多因素辨析、路径无关性验证|通过不同器材（沙箱/花泥）拓展实验场景，深化科学论证| |综合应用拓展|13-15题|误差评估、生活联系（高空抛物/火车进站）|结合实际问题迁移方法，体现科学态度与社会责任|

期末实验专题复习--探究影响重力势能大小的因素 1．利用图甲中的势能演示实验器(质量不同的钢球、透明塑料管、泡沫板、带托垫的长铁钉等)探究物体的重力势能大小与物体所处位置的高度是否有关，进行了如下操作 (1)自变量：________；怎么改：______。因变量：________；怎么测：______。 (2)按照正确的步骤进行了实验，请你把下面的实验内容补充完整 ①让质量为m的钢球，从高度为h1的塑料管顶部由静止释放，砸到泡沫板上的长铁钉托垫上，如图乙，测量托垫向下移动的距离为s1； ②让质量为m的钢球______，砸到泡沫板上的长铁钉托垫上，如图乙，测量托垫向下移动的距离为s2； ③__________________，从高度为h3的塑料管顶部由静止释放，砸到泡沫板上的长铁钉托垫上，如图乙，测量托垫向下移动的距离为s3； ④测得h1<h2<h3，s1<s2<s3，根据实验数据可得结论______________. (3)设计实验表格_________________。 2．某同学利用透明塑料管、泡沫板、撞针和五个体积相同的小球（其中小球的质量）等实验器材探究重力势能大小与哪些因素有关。该同学让小球、、、、分别从1、2、3、4、5号透明塑料管顶端自由下落，小球撞击撞针，撞针陷入泡沫板的深度如图所示； (1)该实验是通过比较______来判断重力势能大小； (2)对比1、2、3号小球实验现象，可得出结论：______。 3．如图是小明“探究重力势能大小跟哪些因素有关”的实验，图中物体质量的关系：，物体被举的高度关系，木桩开始时高度相同。 (1)本实验用到两种实验探究方法，分别是转换法和______。实验过程小明将物体的重力势能转化为______（选填“物体下降速度”或“木柱陷入沙中深度”）； (2)分析图中______（选填“甲”“乙”或“丙”）两次实验可以得到的实验结论是：质量相同时，物体被举的越高，重力势能越大； (3)物体B下落过程中，______增大，______减小（选填“弹性势能”、“重力势能”或“动能”）。 4．小华同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，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体积有关。 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，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m、3m的小球各一个；体积不同的小球3个。将它们分别从不同位置由静止释放，小球陷入花泥里的深度情况如图所示。请你完成下列问题。 （1）本实验中，小球的重力势能大小是通过观察小球陷入花泥中的深度来反映的；此过程中用到了___________（选填“控制变量法”或“转换法”）； （2）分析A、B、C球的实验现象，可得出结论：___________； （3）为了验证猜想二，他应分析___________（填写字母）三球的实验现象； （4）为了验证猜想三，同学们正确操作，F球、G球和H球的质量应该___________（选填“相同”或“不同”）；实验后根据图乙的现象，由此可知物体重力势能的大小与物体的体积___________（选填“有关”或“无关”）。 5．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 6．小红通过下面的实验，如图所示，研究“重力势能的大小跟哪些因素有关”的问题。 (1)实验1：让一个铁球从不同高处落到沙坑中（如图甲），观察到铁球下落的高度越高，沙面下陷得越深。通过实验可初步推测：质量相同，________越高，重力势能越________； (2)实验2：让体积相同、质量不同的两个球从相同高度落到沙坑中（如图乙），观察到质量越大的球使沙面下陷得越深。通过实验可初步推测：高度相同，________越大，重力势能越________； (3)由上述实验结果，你能归纳出重力势能的大小跟哪些因素有关吗?________。 7．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h1和h2，C、D两球陷入沙深度为h3，且h1<h2<h3。 (1)本实验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”）。 8．为了探究动能与质量的关系，楚杭设计的实验装置如图甲所示，实验过程如下：质量为m、M的两小球从斜而上同一高度下滑，由于M在水平而上滑行一段距离之后再撞击木块，最终木块在水平而上滑行的距离相同。于是楚杭根据这次实验情况得出结论；物体动能大小与质量无关。与我们已知的结论不符。 (1)请你评估他实验中的不足____________； (2)如图乙；是研究弹性弹性势能与其形变程度关系的实验装置，小球压缩弹簧，并撞击纸盒。假若水平面绝对光滑，本实验将_________（选填“能/不能”）达到探究目的； (3)如图丙，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，甲、乙、丙三物体的质量关系为：m甲=m乙＜m丙。图丙中乙、丙两物体从图示位置由静止释放，分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同，_________（选填“能/不能”）说明乙、丙的初始的重力势能相同； (4)张工、李工两位是建筑设计师，均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计，最后张工上交了如图丁所示的设计方案图，李工上交了如图戊所示的设计方案图，若你是此公司代表，你将选择_________图的设计方案。 9．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.用木块滑动的距离反映物体动能的大小。 (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______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 10．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。 11．在探究“物体的重力势能与什么因素有关”时，小明提出了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能可能与物体的密度有关； 猜想二：物体的重力势能可能与物体所在的高度有关； 猜想三：物体的重力势能可能与物体的质量有关。 为此他设计了如图所示的实验装置。把一个小球用细线悬挂，将小球拉到某位置由静止释放，小球下落到最低点时击打放在木板上的木块，让木块在桌面滑行，实验过程中桌面粗糙程度不变，忽略空气阻力的影响。 （1）实验中通过比较___________来比较小球释放时的重力势能的大小。 （2）除了图中所示器材，还应该有：___________、四个金属球（100g的铁球、100g的铝球、50g的铁球、50g的铜球）。 （3）实验中木块获得的动能___________小球释放时具有的重力势能（选填“大于”、“等于”、“小于”），这是因为___________。 （4）设计出探究“猜想二”的记录数据表格。( ) 12．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。 13．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。 14．在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为：。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被打击后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)让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断______（选填“重物”“木桩”）的重力势能大小； (2)比较重物A和B将木桩打入沙中的深度可得出的结论是：在质量一定时，______，重力势能越大。 (3)根据甲、乙所示的实验，我们______（选填“能”或“不能”）比较出图甲中重物B、C的重力势能大小，理由是______。 (4)实验后，同学们学以致用，设计了火车进站前一段铁路工程图，如图丙、丁所示，从节约能源的角度考虑，你将选择______图的设计方案。 15．同学们在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时，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，他们利用小桌、沙子、透明的箱子、质量不同的重物进行实验；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，桌腿陷入沙子；如图为实验过程中的有关情景； (1)实验探究的是______（选填“重物”或“小桌”）的重力势能； (2)若要探究重力势能与质量的关系，应让它们从______高度落下；实验中通过比较______来判断物体重力势能的大小，这种实验方法叫做______； (3)通过比较______（选填“甲、乙”、“乙、丙”、“丙、丁”或“甲、丁”）两图，可得出的实验结论是：当物体的__________时，所在高度越高，重力势能越大、 (4)如图所示的实验，______（选填“能”或“不能”）顺利验证两个猜想。 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) 物体所处位置的高度 使用同一钢球，让它从不同高度的塑料管顶部由静止释放 物体重力势能的大小 测量托垫向下移动的距离 (2) 从高度为h2的塑料管顶部由静止释放 让质量为m的钢球 质量相同的物体，所处位置的高度越高，重力势能越大 (3) h/m s/m 【详解】（1）[1][2]自变量是在实验中被操纵或改变的变量。在探究物体的重力势能大小与物体所处位置的高度是否有关的实验中，需要改变物体所处的高度，所以自变量是物体所处位置的高度。改变方法是：使用同一钢球，让它从不同高度的塑料管顶部由静止释放。 [3][4]因变量是随着自变量的变化而变化的变量。在该实验中，重力势能的大小通过钢球砸到泡沫板上使长铁钉托垫向下移动的距离来体现，所以因变量是物体重力势能的大小。测量方法是：测量托垫向下移动的距离。 （2）①让质量为m的钢球，从高度为h1的塑料管顶部由静止释放，砸到泡沫板上的长铁钉托垫上，如图乙，测量托垫向下移动的距离为s1； ②[1]为了探究重力势能与高度的关系，应保持钢球质量不变，改变高度，所以让质量为m的钢球从高度为h2的塑料管顶部由静止释放，砸到泡沫板上的长铁钉托垫上，测量托垫向下移动的距离为s2； ③[2]同理，为了进一步探究，还需要再改变高度进行实验，所以让质量为m的钢球，从高度为h3的塑料管顶部由静止释放，砸到泡沫板上的长铁钉托垫上，测量托垫向下移动的距离为s3。 ④[3]已知 ℎ1< ℎ2< ℎ3​， 𝑠1< 𝑠2<𝑠3，​即高度越高，托垫向下移动的距离越大，说明钢球的重力势能越大，所以可得结论：质量相同的物体，所处位置的高度越高，重力势能越大。 （3）设计实验表格如下所示： h/m s/m 2．(1)撞针陷入泡沫板的深度 (2)高度相同时，质量越大，重力势能大小越大 【详解】（1）小球的重力势能越大，小球对撞针做的功越多，撞针陷入泡沫板的深度越深，故可以根据撞针陷入泡沫板的深度来判断重力势能大小。 （2）对比1、2、3号小球实验现象，高度相同，3号小球质量最大，3号下面的撞针陷入泡沫板的深度最深，3号球的重力势能最大，故结论为高度相同时，质量越大，重力势能大小越大。 3．(1) 控制变量法 木柱陷入沙中深度 (2)甲、乙 (3) 动能 重力势能 【详解】（1）[1]探究重力势能大小跟哪些因素有关的实验中，因为存在多个影响因素，在探究跟某个影响因素的关系时，要应用控制变量法。 [2]根据转换法，实验中通过木柱陷入沙中深度来判断物体的重力势能大小。 （2）探究重力势能大小跟高度的关系时，应控制质量相同，高度不同，故选择甲、乙两次实验对比。 （3）[1][2]物体B下落过程中，质量不变，速度变大，则动能变大，高度降低，则重力势能减小。 4． 控制变量法 当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大 A、D、E 相同 无关 【详解】（1）[1]本实验中，小球的重力势能大小是通过小球陷入花泥的深度来反映的；这是转换法的应用。 （2）[2]比较A、B、C三球，下落高度和运动路径相同，小球的质量越大，小球陷入花泥的深度越大，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）[3]比较A、D、E三球，三球质量相同，下落高度不同，发现E球陷入花泥的深度更大，说明E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）[4][5]研究物体重力势能与物体体积的关系时，需要保持物体质量和下落高度不变，所以F球、G球和H球的质量相同，由图乙知，陷入花泥的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体的体积无关。 5．(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。 6．(1) 高度 大 (2) 质量 大 (3)物体的质量和高度 【详解】（1）[1][2]本实验中，小球重力势能的大小是通过球陷入沙面的深度来反映的；让一个铁球从不同高处落到沙坑中，铁球下落的高度越高，沙面下陷得越深，通过实验可初步推测：质量相同，高度越高，重力势能越大。 （2）[1][2]让体积相同、质量不同的两个球从相同高度落到沙坑中，质量越大的球使沙面下陷得越深，由此可得出结论：当下落高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。 （3）由上述实验结果，可得出的结论是：物体的重力势能的大小跟物体的质量和高度有关。 7．(1)球陷入沙中的深度 (2)无关 【详解】（1）根据转换法可知，本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙中的深度来反映，球陷入沙中的深度越大，说明铅球的重力势能越大。 （2）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。 8．(1)未控制木块位置相同 (2)不能 (3)能 (4)戊 【详解】（1）实验中通过木块被移动距离看出小球的动能大小，要使木块的位置相同，实验中的不足是未控制木块位置相同。 （2）假若水平面绝对光滑，木块在水平面上受到的合力为0，木块在水平面上做匀速直线运动，无法比较木块移动的距离，则本实验将不能达到探究目的。 （3）实验中，物体撞击木桩，对木桩做功，B、C扎入沙坑的深度相同，说明物体对BC做的功相同，说明乙、丙的初始的重力势能相同。 （4）图丁中，火车进站下坡，火车进站过程中，质量不变，高度下降，速度增大，需要通过刹车，将车停下；图戊中，火车进站上坡，火车进站过程中，质量不变，速度减小，高度上升，可以将动能转化为重力势能储存起来，因此戊图的设计方案。 9．(1) 小桌在沙子中下陷的深度 ad (2) 相同 质量 高度一定时，质量越大，重力势能越大 (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．小球动能的大小是通过物体B被推动移动的距离体现的，采用的是转换法，故d符合题意。 故选ad。 （2）[1][2][3]根据控制变量法可知，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，不符合题意； B．水平面上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，故B正确，不符合题意； 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，符合题意； 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，不符合题意。 故选C。 10．(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。 11． 木块在木板上滑行的距离 刻度尺 小于 小球与木块碰撞过程中，有能量损失 实验次数 1 2 3 小球的高度h/m 木块移动的距离s/m 【详解】（1）[1]小球下摆时会撞击木块，使木块在木板上滑行一段距离，小球的动能越大，木块滑行的越远，本实验就是通过比较木块滑行的距离来比较小球动能大小的，而小球的动能在忽略空气阻力的影响的前提下又是由小球的重力势能完全转化而来的，因此，比较木块在木板上滑行的距离就能比较小球的重力势能了。 （2）[2]要得到木块木板上滑行的距离，需要长度的测量工具刻度尺来测量这个距离。 （3）[3][4]小球与木块碰撞过程中，有能量损失，小球由重力势能转化而来的动能并不能完全传递给木块，因此木块获得的动能会比小球的重力势能小一些。 （4）[5]猜想二探究的是重力势能与物体所在的高度的关系，那么应选择同一小球，让其在不同的高度静止释放，测量木块在木板上移动的距离，如果移动的距离不同，则说明重力势能与高度有关，如果移动的距离相同，则说明重力势能与高度无关。那么在实验中，需要记录小球所处的高度，木块移动的距离。 实验次数 1 2 3 小球的高度h/m 木块移动的距离s/m 12．(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。 13．(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。 14．(1)重物 (2)高度越高 (3) 能 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，即重物对木桩做的功相同 (4)丁 【详解】（1）让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重物的重力势能大小，木桩被打进去越深，说明重物的重力势能越大。 （2）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）[1][2]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，甲图中重物对木桩做的功相同，重物B、C的重力势能相等；根据甲、乙所示的实验，能比较重物B、C的重力势能的大小。 （4）从节约能源的角度选择丁图，当火车快进站时，需要减速，丁图中，火车进站时，不用刹车，火车由于惯性冲上斜坡，将火车的动能转化成重力势能，出站时火车下坡，再将重力势能转化为火车的动能，使火车速度加快，可以节约部分能源。 15．(1)重物 (2) 同一 桌腿陷入沙子的深度 转换法 (3) 甲、乙 质量相同 (4)不能 【详解】（1）实验中运用转换法，通过小桌陷入沙子的深度来判断重物的重力势能的大小，所以实验探究的是重物的重力势能。 （2）[1]要探究重力势能与质量的关系，由控制变量法可知，应控制重物的质量不同，下降的高度相同，所以应让它们从同一高度落下。 [2][3]实验中重物的重力势能大小不能直接比较，所以运用转换法，通过小桌陷入沙子的深度来判断重物的重力势能的大小。 （3）[1]要探究重力势能与高度的关系，由控制变量法可知，应控制重物的质量相同，下降的高度不同，由图可知，应比较甲、乙两图。 [2]由于重物的质量相同，下降的高度不同时，重物落下的高度越高，小桌陷入沙子的深度越深，即重物的重力势能越大，所以可得出的实验结论是：当物体的质量相等时，所在高度越高，重力势能越大。 （4）由于要探究重力势能与质量的关系时，应控制重物的质量不同，下降的高度相同，由图可知，不能比较下降的高度相同，重物的质量不同的情况，所以不能验证猜想一，故不能顺利验证两个猜想。 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 $