Question

9．（1）在探究“物體的重力勢(shì)能與什么因素有關(guān)”時(shí)，小雨提出了如下猜想：

猜想一：物體的重力勢(shì)能可能與物體的質(zhì)量有關(guān)；
猜想二：物體的重力勢(shì)能可能與物體所在的高度有關(guān)．
為此他設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置．將兩端開(kāi)口、長(zhǎng)約1m、粗細(xì)均勻的圓柱形玻璃管豎直固定在鐵架臺(tái)上將粗細(xì)適宜的圓柱形泡沫塑料塊置于玻璃管內(nèi)O點(diǎn)處（塑料塊與玻璃管內(nèi)壁有適量的摩擦）；其他器材還有：刻度尺、一組系有細(xì)線的質(zhì)量不等的鉤碼、用于調(diào)整泡沫塑料塊回到O點(diǎn)位置的木棒．
請(qǐng)你幫助小雨回答下列問(wèn)題：探究“猜想一”時(shí)，應(yīng)使用質(zhì)量不同（選填“相同”或“不同”）的鉤碼從相同（選填“相同”或“不同”）的高度在玻璃管內(nèi)由靜止下落，去沖擊O點(diǎn)的泡沫塑料塊，然后用刻度尺分別測(cè)量每次泡沫塑料塊下移的距離；從而比較出重力勢(shì)能的大�。�
（2）小明利用如圖2所示裝置進(jìn)行“探究動(dòng)能大小的影響因素”實(shí)驗(yàn)．用兩根細(xì)繩將小球懸掛起來(lái)，拉起小球，當(dāng)細(xì)繩與豎直方向成θ角后松手，小球撞擊水平木板上的木塊，記下木塊移動(dòng)的距離s．改變角度θ的大小，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．
利用如圖2所示兩根細(xì)繩懸掛小球，而不用一根細(xì)繩，其好處是便于控制小球的撞擊方向；本實(shí)驗(yàn)探究的問(wèn)題是物體的動(dòng)能大小與速度的關(guān)系；利用圖2實(shí)驗(yàn)裝置，同時(shí)還可以探究的問(wèn)題是重力勢(shì)能大小與高度的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）由于物體的重力勢(shì)能與兩個(gè)因素有關(guān)，因此在探究時(shí)，要用到控制變量法．在探究物體的重力勢(shì)能與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，要利用控制變量法的思路去控制物體的質(zhì)量不同，讓其他因素都相同去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．
（2）根據(jù)三角形的穩(wěn)定性進(jìn)行分析；分析實(shí)驗(yàn)中不變的量和改變的量，得出探究的因素；通過(guò)改變小球下落的高度，可以改變小球的重力勢(shì)能，通過(guò)小球做功的多少來(lái)反映重力勢(shì)能的大小，從而得出結(jié)論．

解答 解：（1）要探究物體的重力勢(shì)能與質(zhì)量的關(guān)系，根據(jù)控制變量法可知，就要控制鉤碼的高度不變，改變鉤碼的質(zhì)量；鉤碼由靜止下落，去沖擊O點(diǎn)的泡沫塑料塊，通過(guò)測(cè)量泡沫塑料塊下移的距離來(lái)反映鉤碼重力勢(shì)能的多少．
（2）若用一根細(xì)繩，小球的擺動(dòng)方向會(huì)不穩(wěn)定，利用如圖兩根細(xì)繩懸掛小球，便于控制小球的撞擊方向，便于碰準(zhǔn)木塊；
實(shí)驗(yàn)中小球質(zhì)量一定，小球擺動(dòng)的角度不同，撞擊木塊時(shí)的速度不同，所以本實(shí)驗(yàn)探究的問(wèn)題是物體的動(dòng)能大小與速度的關(guān)系；
細(xì)繩與豎直方向成的θ角不同，則小球下落的高度不同，通過(guò)對(duì)木塊做功的多少，可以判斷小球重力勢(shì)能的大小，所以該實(shí)驗(yàn)可以探究重力勢(shì)能與高度的關(guān)系．
故答案為：（1）不同；相同； 每次泡沫塑料塊下移的距離；
（2）便于控制小球的撞擊方向；速度；重力勢(shì)能大小與高度的關(guān)系．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究動(dòng)能大小的影響因素實(shí)驗(yàn)，注意控制變量法的應(yīng)用，在分析時(shí)，要分析控制的量和改變的量，同時(shí)也考查了學(xué)生對(duì)各實(shí)驗(yàn)的掌握．