Question

被举高的物体具有重力势能，小组猜想：

猜想一：重力势能的大小可能与物体的高度有关；

猜想二：重力势能的大小可能与物体的质量有关．

为了验证猜想，小明进行了如图所示的实验，让物体下落冲击小桌，小桌的桌腿是三根钉子，并放置在沙箱的沙面上，m<M，实验数据如表格所示．

（1）他通过观察______________来判断物体重力势能的大小；

（2）表格中表示：______________________；

（3）完成步骤①后，他应___________（A/B）.

A.拿起小桌和物体，整平沙面，再将小桌轻放在沙面上，再实施步骤②；

B.只轻轻拿起物体，此过程中手不触碰沙箱里的小桌，再实施步骤②。    

步骤	①	②	③	④
下落方式		以初速v向下扔
小桌下陷深度	5cm	10cm	15cm	15cm

（4）关于猜想一，由相关步骤_________可得结论：____________不变，_____________。

（5）关于猜想二，由相关步骤_________可得结论：____________不变，_________。

（6）小明对比步骤③④，得出结论：重力势能与物体质量无关，他的观点____________（正确/错误）．

Answer

小桌下陷深度 自由下落 A ①② 质量 高度越大，重力势能越大。 ②③ 高度 质量越大，其重力势能越大。 错误

【解析】

(1)[1]通过实验可以知道，小明是通过比较小桌下陷深度来比较重力势能的大小的，小桌下陷深度越深说明物体小方桌做的功越多，它原来具有的重力势能越大；

(2)[2]每次实验都是让物体自由下落以保证物体最初的动能相同（均为；故表格中表示自由下落；

(3)[3]由于每次实验都是通过比较小桌下陷深度来比较重力势能的大小的，要探究重力势能的大小与物体的高度的关系，应控制其他因素相同，故完成步骤①后，他应拿起小桌和物体，整平沙面，再将小桌轻放在沙面上，再实施步骤②，故A正确，B错误；

(4)[4][5][6]要探究重力势能的大小可能与物体的高度有关，需要控制物体的质量相同，改变高度，则由图知实验①②可以探究，由①②知，在质量不变时，高度越高，小桌下陷越深，其重力势能越大。

(5)[7][8][9]要探究重力势能的大小可能与物体的质量有关，需要控制物体的高度相同，改变质量，则由图知实验②③可以探究，由②③知，在高度不变时，物体质量越大，小桌下陷越深，其重力势能越大。

(6)[10]小明对比步骤③④，得出结论：重力势能与物体质量无关，他的观点错误，因为在探究重力势能与物体质量的关系时，应控制物体下落的高度相同，而步骤③④中物体质量和下落高度都不同。