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，通过多情境实验题构建“方法-现象-结论”逻辑链，培养科学探究与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础探究|题1-5|控制变量法（质量/高度单一变量）|从动能引入，建立重力势能与质量、高度的定性关系| |方法应用|题6-10|转换法（沙坑深度/弹簧压缩量等间接测量）|结合生活实例（强夯机、水坝），实现物理观念向社会责任迁移| |综合拓展|题11-15|多因素综合论证（质量与高度关联分析）|通过误差分析（如实验效果不明显改进），深化科学论证能力|

期末实验之探究影响物体重力势能的因素专项练习 1．小明在“探究物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关”的实验中： (1)如图甲、乙所示，利用斜面、钢球（）、木块等器材进行实验，实验中通过观察_________来反映物体动能的大小。由甲、乙两实验可以得出结论：速度相同的物体，质量越大，动能_________。 (2)发现乙实验中木块移动距离与甲实验中相差不大，实验效果不明显，若重新做乙实验，可采取的改进措施是_________。 (3)如图丙所示，体积相同的两个实心球A、B，离沙地高度相同，同时由静止释放，落到沙地上的状态如虚线位置所示，可知两球释放时，A的重力势能_________B的重力势能。（选填“大于”“小于”或“等于”）。 2．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______两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和高度的关系，初步得出的结论是：______。 (3)结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们______（选填“能”或“不能”）初步得出物体的重力势能与其质量有关的结论。 (4)如图丙，小明又用海绵代替沙子，并用重物A、B、C分别竖直下落到海绵上，各个重物释放时的初始高度与图甲完全相同，静止后各个重物的位置关系是______。 A． B． C． D． (5)如图丁，木块以某一初始速度从A点滑下，过B点、经BC水平面到C点冲出，沿图中虚线下落至D点。A和B、C和D之间的竖直距离均为h，若空气阻力不计，则A点到B点减少的机械能______（大于/等于/小于）C点到D点减少的机械能，B点的动能______（一定/不一定）大于A点的动能。 3．小龙在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，夯锤的质量越大，被提升得越高，地面被砸出的坑就越深。由此，小龙猜想，物体的重力势能可能与物体的质量和高度有关。为了验证自己的猜想是否正确，小龙和科技小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验，探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量m甲＝m乙＜m丙，实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中。 (1)物体下落过程中，重力势能转化为______能，可以通过比较______来判断物体重力势能的大小，由图b可判断：物体______（选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小； (2)通过图b中A、B两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：______； (3)通过图b中______两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体下落的高度一定时，质量越大，具有的重力势能越大； (4)由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同，能说明物体乙、丙释放前的重力势能相同，你的理由是______。 4．小强所在的实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m的两个钢球、木块B和斜面等，实验过程如图所示： （1）实验时钢球从斜面上某一高处由静止释放，通过比较________来反映钢球的动能大小； （2）比较甲、乙两图，可初步得出结论：动能的大小与物体的________有关； （3）如图丁在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图所示。若A、B两铁块质量相同，则两铁块下落高度关系hA________hB；若B、C两铁块下落的高度相同，则两铁块质量的关系mB________mC（以上两空均选填“大于”“等于”或“小于”）。 5．学校科技小组的同学们用“模拟打桩”来探究物体重力势能的影响因素。 如图所示，物体的质量m1<m3，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，请完成下列问题： （1）比较___________两次实验，分析物体重力势能的大小与物体被举的高度的关系，m1和m2的大小应___________（填“相等”或“不相等”）； （2）比较a、c两次实验可知：当___________时，物体的质量越大，物体重力势能就越大； （3）物体在自由下落的过程中，重力势能转化为___________，机械能___________（忽略空气阻力的影响） 6．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）静止释放铁球，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）如图甲，将同一铁球先后从不同高度、处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为、，可以得到结论______； （3）利用水流推动水轮机转动，水轮机就可以带动发电机，将水能转化为电能。分析图乙所示的水坝，水轮机安装在______位置较为合理（填“C”或“D”）。请你分析一下建造大型水力发电站的地方应该具备哪些条件（写出两条）：①______；②______。 7．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，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______（选填“重物”或“木桩”）的重力势能大小。这种研究方法是______（选填“控制变量法”或“转换法”）； (2)比较______两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，得出的结论是：质量相同的物体，被提升的高度越高，重力势能越大； (3)结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度____（选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与其质量有关的结论； (4)如图丙所示，是某一重物从某高度处由静止下落的过程中，下落高度与时间的关系图。在下面的四个选项中，描述重力对该重物做功大小与下落时间关系最接近的图线是______； A． B． C． D． (5)结合本实验和所学知识，分析图丁所示的水坝，发电机安装在______位置较为合理（选填“C”或“D”）。 8．小明在探究“物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关”的实验中： （1）如图甲所示，小明利用斜面、钢球、木块等器材进行实验，实验中通过观察____________来反映物体动能的大小； （2）由甲图可以得出的结论是：在物体质量一定时，____________越大，物体的动能越大，若水平面绝对光滑，则____________（选填“能”或“不能”）完成实验； （3）图乙中，体积相同的三个实心球，其中A、B是钢球，C是塑料球，球A、C离沙地高度相同，现让三球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图乙中虚线所示，比较球A、C可得出重力势能大小与____________的关系；比较球A、B可得出重力势能大小与____________的关系（）。 9．在探究“重力势能与哪些因素有关”的实验中，小明准备了三个大小相同的小球（mA，让小球同时由静止释放，小球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 （1）实验中，小球的重力势能大小是通过___________来反映的。 （2）小球落入沙地中后，速度不断减小直至静止，小球的机械能转化为___________能。 （3）据A、C两球落入沙地的现象，可得出结论：当___________相同时，重力势能与___________有关。 10．小明在家和妈妈一起做饭，一个饮料瓶不小心落到了面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用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。 瓶子放在面团上瓶子从高处落入面团中 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______（选填“问题一”或“问题二”），实验中是利用______反映压力的作用效果； (2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与______是否有关； (3)要研究重力势能的大小是否与物体所处的高度有关，应对比实验______（填实验序号）； (4)《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为，“高空抛物”危害性大的原因是______。 11．在“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知木块A、B、C的质量关系为；三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示；木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，木块B、C将木桩打入沙中的深度相同。 (1)比较木块A和B将木桩打入沙中的深度可知，在质量一定时，物体高度______（选填“越高”或“越低”），重力势能_____（选填“越大”或“越小”）。 (2)木块B和C将木桩打入沙中的深度相同，由此小刚认为物体的重力势能的大小与质量无关。你认为小刚的观点是________（选填“正确”或“错误”）的，理由是_________________° (3)实验时，我们可以通过观察木桩陷入沙中的_______来判断木块重力势能的大小，这种研究问题的方法叫作_______（选填“控制变量法”或“转换法”）。 (4)实验中释放木块时，应使木块由静止开始下落，其目的是____________。 12．“探究重力势能的大小与哪些因素有关”.利用实验小桌、箱体透明的沙箱、质量不同的重物和，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，实验现象如图甲、乙、丙所示。 (1)比较甲、乙可知，物体的重力势能与物体被举高的__________有关。 (2)比较__________可知，物体的重力势能与物体的质量有关；__________相同的物体，质量越大，它的重力势能越大。 13．在探究“物体的重力势能大小与物体质量和所处高度的关系”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“A．重物”、“B．小桌”或“C．沙子”）的重力势能；桌腿陷入沙子的深度越大，研究对象具有的重力势能越_________； (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hA<hB<hC，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hA′<hB′<hC′，由此可得出结论_________； (3)第（2）步操作结束后，各组同学在交流中发现有的小组观察到的hA′、hB′、hC′差别不大，难以得出结论，造成这一现象的原因可能是重物_________（提示：不考虑沙子的各种原因）； (4)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 14．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______。 15．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，A、B、C三个小球的大小相同，质量关系为。现让三个小球同时由静止释放，小球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 (1)由图可知，小球_________（选填“A”“B”或“C”）的重力势能最大； (2)比较小球_________，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，得出的结论是：物体质量一定时，_________，重力势能越大； (3)小球在空中下落时减少的重力势能主要转化为_________； (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，你认为更合适的方案是_________（选填“甲”或“乙”）。 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) 木块被撞击后移动的距离 越大 (2)换用质量更大的钢球做乙实验 (3)大于 【详解】（1）动能无法直接观察，通过木块被推动后移动的距离来间接反映钢球动能的大小；甲、乙中钢球从同一高度滑下，到达水平面时速度相同，乙中钢球质量更大，推动木块移动更远，因此可得结论：速度相同的物体，质量越大，动能越大。 （2）乙实验中木块移动距离和甲相差不大，说明动能差异不明显，需要增大乙中钢球的动能、扩大实验差距，因此可以换质量更大的钢球。 （3）沙地凹陷越深，说明球下落时做功越多，释放时的重力势能越大。由图可知A球使沙地凹陷更深，因此A释放时的重力势能大于B。 2．(1)重物 (2) A、B 物体的质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就越大 (3)能 (4)A (5) 大于 不一定 【详解】（1）让重物自由下落打击在木桩上，重物会对木桩做功，所以通过观察木桩陷入沙中的深度判断重物的重力势能大小。 （2）[1]要探究重力势能的大小和高度的关系，就要控制重物的质量相同，故应该选择A、B两个重物。 [2]由图可知：物块B的高度大于A的高度，B撞击木桩的深度大于A撞击木桩的深度，所以结论为：物体的质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就越大。 （3）虽然物块B的质量小于物块C的质量，且物块B的高度高于物块C的高度，但木桩陷入沙中的深度相同，即重力势能是相同的，所以结合（2）中的实验结论能得出物体的重力势能与其质量有关的结论。 （4）根据题意可知 根据重力公式可知 由于物体对海绵的压力等于物体的重力，所以 A、B处的压力、受力面积相同，由压强公式可知，海绵的凹陷程度相同；B、C处的受力面积相同，C处的压力大，根据可知，所以海绵的凹陷程度不同。且C处深一些，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （5）[1]AB段有摩擦力机械能减少，CD段在空中运动忽略空气阻力机械能不变，A点到B点减少的机械能大于C点到D点减少的机械能。 [2]由题意知忽略空气阻力，并没有说忽略摩擦力，即整个运动过程中都是存在摩擦力的。A到B的过程中，由于木块以某一初速度开始下滑，并未知道摩擦力大小，在AB段运动时可能出现三种情况。 1、摩擦力较小时，木块加速下滑，A速度小于B速度，A动能小于B动能。 2、摩擦力一般时，木块受力平衡，处于匀速直线运动状态，AB速度相等，AB动能相等。 3、摩擦力较大时，木块减速下滑，A速度大于B速度，A动能大于B动能。 所以B点的动能不一定大于A点的动能。 3．(1) 动 木桩被打入沙中的深度 甲 (2)当物体的质量相同时，物体的高度越高，具有的重力势能越大 (3)A、C (4)乙、丙两物体对木桩做的功相同 【详解】（1）[1]物体下落过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增加，动能增加，因此是将重力势能转化为动能。 [2]根据转换法，本实验是通过木桩进入沙中的深度来反映物体的重力势能大小的。 [3]图b中，甲物体将木桩下压的深度最小，说明甲释放前的重力势能最小。 （2）图b中A木桩被打入的深度小，B木桩被打入的深度大，说明乙物体的重力势能大于甲物体的重力势能，由于甲、乙两物体的质量相同，乙物体的高度高，因此可得结论为：当物体的质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大。 （3）探究物体的重力势能与质量的关系，需要控制高度相同，质量不同，因此选择A、C两木桩。 （4）B、C两木桩被打入沙中的深度相同，说明物体乙、丙对木桩做的功相同，因此能够说明物体乙、丙释放前的重力势能相同。 4． 木块被撞后移动的距离 速度 小于 大于 【详解】（1）[1]实验时钢球从斜面上某一高处由静止释放，撞击木块后，木块开始运动，可以通过比较木块被撞后运动的距离来反映钢球的动能大小。 （2）[2]根据控制变量法，比较甲、乙两图，钢球的质量相同，从斜面下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，钢球下落高度大的撞击木块后，木块移动的距离更大，因此可初步得出结论：动能的大小与物体的速度有关。 （3）[3]A、B两铁块质量相等，由图知，B使得木桩陷入沙坑的深度更大，说明A的重力势能小于B的重力势能，则A下落的高度小于B。 [4]B、C两铁块下落高度相同，由图知，B使得木桩陷入沙坑的深度更大，说明B的重力势能重力势能大于C的重力势能，则B的质量大于C的质量。 5． a、b 相等 物体被举的高度相同 动能 守恒（不变） 【详解】（1）[1][2]比较a、b两次实验，若想探究物体重力势能的大小与物体被举的高度的关系，应控制物体的质量相同，改变物体的高度，所以m1​和m2​的大小应相等。 （2）[2]比较a、c两次实验可知：物体被举高的高度相同，m1＜m3，c图中木桩下陷的程度大一些，则物体被举的高度相同时，物体的质量越大，物体的重力势能就越大。 （3）[4][5]物体在自由下落的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；由于忽略空气阻力的影响，在转化过程中，机械能守恒（不变）。 6． 小 质量相同时，高度越高，物体的重力势能越大 D 水资源丰富 地势高度差大 【详解】（1）[1]实验中整个过程涉及的能量转化情况为：重力势能先转化为动能，动能再转化为弹性势能；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）[2]如图甲，将同一铁球先后从不同高度、处由静止释放，，弹簧被压缩后的长度分别为、，，所以可得：质量相同时，高度越高，物体的重力势能越大。 （3）[3]D位置与上游的高度差较大，上游水的重力势能较大，所以应该安装在D位置。 [4][5] 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。 7．(1) 重物 转换法 (2)A、B (3)能 (4)C (5) D 【详解】（1）[1][2]物体重力势能的大小不能直接观察出来，可以通过重物撞击木桩陷入沙中的深度来比较重力势能的大小，陷入的深度越深，表明重力势能越大，这种研究物体的方法叫转换法。 （2）探究重力势能的大小和重物下落高度的关系时，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；所以应该比较A、B两个重物将木桩打入沙中的深度。由题意和图甲可知，重物A、B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将木桩打入沙中的深度大于重物A将木桩打入沙中的深度，所以可得出的结论是：物体的质量一定时，高度越高，重力势能越大。 （3）由（2）得出的实验结论为，物体的质量一定时，高度越高，重力势能越大。乙图中，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同，由（2）得出的实验结论可知，若将C提高到与B相同高度，C下方木桩打入沙中的深度将更大，大于B下方木桩打入沙中的深度；结合B、C质量相等可得，当高度一定时，物体的质量越大，将木桩打入沙中的深度越大，物体的重力势能越大。 （4）结合图丙下落高度与时间的关系图像，及重力做功公式 可知，物体下落速度越来越大，重力做功增大的速度也越来越快，故ABD不符合题意，故C符合题意。故选C。 （5）与上游相同水位高度相比较，在C、D点中，上游相对于D点的高度更高，具有的重力势能更大，水下降到D点时可以转化为现多的动能，发电时可以产生更多的电能，故发电机安装在D位置较为合理。 8． 木块的移动距离 速度 不能 质量 高度 【详解】 （1）[1]该实验探究的是碰撞前钢球的动能，碰撞时，钢球的动能越大，钢球对木块做的功就越多，木块移动的距离就越远，所以实验中通过观察木块的移动距离来说明钢球动能的大小，这是转换法。 （2）[2]由甲图可知，钢球的质量不变，从不同高度静止滑下，使得钢球到达水平面的速度不同，撞击木块移动的距离也就不同，动能大小不同，所以可以得到结论，在物体质量一定时，速度越大，物体的动能越大。 [3]根据牛顿第一定律可知，若水平面绝对光滑，物体将一直做匀速直线运动，不能通过观察木块移动的距离长短，来判断钢球动能的大小，所以，不能完成实验。 （3）[4]比较球A、C可知道，球A、C的质量不同，从相同的高度静止释放，铁球A的质量大，落到沙地的坑越深，说明重力势能大，可以探究出重力势能大小与质量的关系。 [5]比较球A、B可得，球的质量相同，但静止释放的高度不同，高度高的，落到沙地的坑越深，说明重力势能大，可以探究出重力势能大小与高度的关系。 9． 小球陷进沙地的深度 内 物体所处的高度 质量 【详解】（1）[1]实验中，小球的重力势能大小是通过小球陷进沙地的深度来反映的。 （2）[2]小球掉落过程中克服摩擦阻力做功，因此小球内能增加，小球的机械能转化为内能。 （3）[3][4]比较A、C两球可知，两球所处的高度相同，质量不同，小球A的质量大，A球陷入沙的深度大，因此得出的结论是：当物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大。 10．(1) 问题一 面团的凹陷程度 (2)物体的质量 (3)⑤⑥ (4)见解析 【详解】（1）[1][2]实验①②③，瓶子始终放在面团上，没有从一定高度释放，所以做实验①②③是为了探究问题一，即探究压力作用效果跟哪些因素有关；根据转换法，实验中是利用面团的凹陷程度反映压力的作用效果。 （2）实验④⑤瓶子下落的高度相同，质量不同，所以利用实验④⑤可探究重力势能大小与物体的质量是否有关。 （3）要研究重力势能的大小是否与物体所处的高度有关，应控制质量相同，下落的高度不同，所以应对比实验⑤⑥。 （4）对比实验⑤⑥中面团的凹陷程度可知，在物体质量一定时，所处的高度越高，重力势能越大，下落到地面能做的功就越多，所以“高空抛物”危害性大。 11．(1) 越高 越大 (2) 错误 没有控制B、C两个木块释放的高度相同 (3) 深度 转换法 (4)消除木块动能对实验的影响 【详解】（1）[1][2]木块 A和 B质量相同，B的高度更高，将木桩打入沙中的深度更深，说明在质量一定时，物体高度越高，重力势能越大。 （2）[1][2]木块B和C的质量不同，且下落的高度也不同（B的高度低于 C），没有控制高度这一变量，因此不能得出重力势能与质量无关的结论。 （3）[1][2]通过木桩陷入沙中的深度来间接反映木块重力势能的大小，这种将不易观察的物理量转化为容易观察的现象的方法叫作转换法。 （4）使木块由静止开始下落，可避免初速度对实验结果的干扰，保证实验中重力势能的转化只与下落高度和质量有关。 12．(1)高度 (2) 甲、丙 高度 【详解】（1）甲、乙两次实验中，使用的是同一物体A，但被举高的高度不同，乙中物体的高度大于甲中物体的高度。 乙中桌腿陷入沙子的深度更深，由此可得出结论：物体的重力势能与物体被举高的高度有关。在质量相同的情况下，物体被举得越高，重力势能越大。 （2）[1][2]要探究重力势能与质量的关系，需要控制被举高的高度相同，改变物体的质量。 应选择甲、丙两次实验进行比较。甲中是质量较小的物体A，丙中是质量较大的物体B，且两者被举高的高度相同。 实验现象显示：丙中桌腿陷入沙子的深度更深，说明物体B的重力势能更大。 由此可得出结论：高度相同的物体，质量越大，它的重力势能越大。 13．(1) A 大 (2) 所处高度 物体质量一定时，所处高度越大，重力势能越大 (3)所处高度相差较小 (4)A 【详解】（1）[1]让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，用桌腿陷入沙子的深度来反映重物的重力势能的大小，所以实验中探究的是重物的重力势能，故选填A。 [2]由于重物的重力势能大小不能直接判断，所以该实验应用转化法，用桌腿陷入沙子的深度来反映重物的重力势能的大小，党会桌腿陷入沙子的深度越大，说明重物对外做功本领越大，故研究对象具有的重力势能越大。 （2）[1]质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放，且且hA<hB<hC，所以重物的质量相同，所处的高度不同，根据控制变量法知，这是要探究物体重力势能大小与物体所处高度的关系。 [2]实验时，发现质量相同的重物从不同高度落下，高度越高，观察到桌腿陷入沙子的深度，能够对外做功越多，说明它的重力势能越大，故观察到桌腿陷入沙子的深度分别为hA′、hB′、hC′，且hA′<hB′<hC′，由此可得出结论物体质量一定时，所处高度越大，重力势能越大。 （3）由实验结论可知，重物越重，被举起越高，重力势能越大，所以实验结束后，各组同学在交流中发现有的小组观察到的hA′、hB′、hC′差别不大，即重力势能差别不大，由于重物的质量相同，所以造成这一现象的原因可能是重物所处高度相差较小。 （4）A．由于高空的物体重力势能较大，对外做功本领越强，越危险，所以禁止高空抛物，故A符合题意； B．由于货车的速度一定，质量越大，动能越大，对外做功本领越强，越危险，所以货车设定最大承载质量，故B不符合题意； C．由于一切物体都具有惯性，所以急刹车时，车上人员由于惯性容易撞伤，所以上车需要系好安全带，故C不符合题意； D．由于流体流速快的位置，压强小，所以飞机机翼的上表面弯曲，下表面比较平，则飞机机翼上方压强小，在机翼上下压强差的作用下，易于起飞，故D不符合题意。 故选A。 14．(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。 15．(1)A (2) A、B 高度越高 (3)动能 (4)甲 【详解】（1）小球释放前的重力势能越大，小球的能量就越多，做功本领越强，则小球陷入沙中越深，图中小球A陷入沙中的深度最大，说明小球A的重力势能最大。 （2）[1][2]若要判断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，控制小球的质量相同，小球所处的高度不同，所以，可比较小球A、B；由题意和题图可知，小球A、B质量相同，所处的高度不同，小球A所处的高度较大，小球A陷入沙中的深度较大，说明小球A的重力势能较大，由此可得：物体质量一定时，高度越高，重力势能越大。 （3）球在空中下落时，高度降低、速度变大，重力势能减少，动能增大，重力势能主要转化为动能。 （4）本实验是通过观察小球陷入沙中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。 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 $