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体育课休息时，实验中学的小明、小虎、小亮三位同学拿了一只铅球和卷尺来到沙坑边想探究重力势能大小和高度的关系，小明先后把铅球从1米和2米高处放下，小虎通过观察比较立即得出了结论．小亮说：现在下结论还为时过早，于是他们又多次改变高度高度，重复实验，最后他们共同讨论得出“质量相同，高度越高重力势能越大质量相同，高度越高重力势能越大”的结论．本实验中由于无法直接显示铅球重力势能的大小，他们是通过观察所砸坑的深浅所砸坑的深浅来知道重力势能的大小的，物理学中把这种研究方法叫转换法转换法．
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（2011·江宁区二模）在探究重力势能与什么因素有关时，同学们经过讨论，提出如下猜想：重力势能的大小可能跟物体的质量有关；也可能跟物体的高度有关．下面是小明和小聪关于这个问题的讨论后的实验设计．
设计一：让质量为m的物体从不同高度落向插入沙坑中的木桩．
设计二：让质量为m和2m的两个大小不同的物体从同一高度落向插入沙坑中的木桩．
实验发现B比A插入得深，D比C插入得深，如图所示．请解答下列问题：
（1）要探究重力势能与高度的关系应选用设计一设计一．
（2）根据设计二及实验结果的图示，可得出的结论是在物体的高度一定时，质量越大，物体的重力势能也越大在物体的高度一定时，质量越大，物体的重力势能也越大． -
如图所示是李欢同学在进行探究性学习时设计的实验，他把小方桌放在沙中，然后把钢柱或木块拿到一定高度，松手后让它自由落下撞击小方桌．李欢通过此实验探究了影响重力势能的因素．
（1）通过方桌陷入沙中的深浅方桌陷入沙中的深浅现象确认重力势能的大小．
（2）观察a、b实验得到的结论是质量相同时，高度越大，重力势能越大质量相同时，高度越大，重力势能越大．
（3）观察 a、c 实验得到的结论是高度相同时，质量越大，重力势能越大高度相同时，质量越大，重力势能越大． -
在少年宫通过天文望远镜观看月球时，科技辅导员介绍说月球表面的环形山（月坑）是流星撞击而形成，如下图左所示． 小明听后由此引发猜想：月坑的深度可能跟流星的体积、质量、速度有关．为验证自己的猜想，他设计了用小球撞击砂子的模拟实验，装置如下图右．他找来几个不同质量、体积的小球，并以小球下落的高度h来控制撞击速度．经过实验，他得到表中的数据．请你分析表中的数据，回答下列问题：
（1）由1、2、3三组数据可得出，砂坑的深度与小球速度速度有关的初步结论；
（2）由3、4、5三组数据可得出，砂坑的深度与小球体积体积有关的初步结论；
（3）由3、6、73、6、7三组数据可得出，砂坑的深度与小球质量有关的初步结论；
（4）以上探究使用的是控制变量控制变量法，综合上述的结论可知，当流星的速度越大大、体积越小小、质量越大大时，在月球表面撞出的月坑就越深．（选填“大”或“小”）
实验
序号质量
m/g体积
V/cm3下落高度
h/cm坑的深度
d/mm1 20 7.5 50 2.6 2 20 7.5 60 3.5 3 20 7.5 70 5.0 4 20 2.5 70 11.3 5 20 1.8 70 12.4 6 60 7.5 70 14.6 7 85 7.5 70 15.9 -
砸夯机是道路修建中使路面硬化经常使用的设备．其原理是用电磁起重机将夯吊恰到一定高度，夯具有重力势能，然后切断电源，夯下降将重力势能转化成动能将路面砸实．下表是小明同学记录的砸夯机工作的相关表格，分析表格可以得出的结论是：
（1）夯距地面的高度h/m 5 10 15 夯的重力G×103/N 10 20 10 20 10 20 夯具有的重力势能W×103/J 50 100 100 200 150 300 当夯距地面的高度一定时，夯的重力越大，夯具有的重力势能越多当夯距地面的高度一定时，夯的重力越大，夯具有的重力势能越多；
（2）当夯的重力一定时，夯距地面的高度越大，夯具有的重力势能越多．当夯的重力一定时，夯距地面的高度越大，夯具有的重力势能越多．． -
在综合实践活动课上，小王同学发现学校运动场上有若干大小不等的铅球，于是他联想到物理课上学到的重力势能的知识，他想利用铅球和沙坑来探究“重力势能的大小与哪些因素有关”．
（1）提出问题：重力势能的大小可能与物体的质量物体的质量有关（说出一个即可）．
（2）根据所学知识，进行合理的猜想：物体的质量越大，重力势能越大物体的质量越大，重力势能越大．
（3）实验中是利用铅球在沙坑中砸出坑的深浅铅球在沙坑中砸出坑的深浅来判断铅球重力势能大小的，这种方法叫转换法，请你再举出一个用到这种方法的力学实验名称利用小球撞击木块的距离来判断小球动能的大小利用小球撞击木块的距离来判断小球动能的大小． -
背景知识：观察月球的照片，月面上最明显的特征是有许多环形山（如图所示）．环形山（crater），希腊文的意思是“碗”，通常指碗状凹坑结构，所以环形山也叫做“月坑”．其中大的直径可超过lOOkm，小的不过是些凹坑，月坑是如何形成的呢？天文学家告诉我们，受月球的吸引，流星在太空中运行时会靠近月球，到一定距离时会与月球发生碰撞，从而形成坑洞．你能对有关月亮坑洞的问题进行探究吗？
想想看，有哪些因素（变量）可能会影响坑的尺寸？
现在一个物理兴趣小组的同学进行月坑探究的模拟实验：如下左图所示，找一只铝制的盘子，里面铺上面粉，几只不同形状和质量的玻璃球．每次使一只玻璃球在盘子的上方某一高度竖直下落，再尝试使玻璃球在不同高度下落，观察现象．如果你的猜想是“玻璃球质量越大，坑就越深”，那么，在实验中需要测量的物理量是玻璃球的质量玻璃球的质量、下落高度下落高度、坑的深度坑的深度．
记录两个相关物理量之间发生的对应关系，总可以在直角坐标系里描出一条图线，可以直观地看出这两个物理量之间的关系及变化趋势．
如图是根据“月亮坑”实验的实验数据所绘成的曲线图．
观察如图，你能得出的结论是：高度相同的情况下，质量越大，坑越深；质量相同的情况下，高度越高，坑越深高度相同的情况下，质量越大，坑越深；质量相同的情况下，高度越高，坑越深． -
为了探究重力势能的大小跟哪些因素有关，小明和小华选用了白纸、铅笔（削尖的）、铁块、橡皮筋进行实验．并记录了相关的实验数据．
（1）此实验所用的探究方法是实验次数 研究对象 释放高度（m） 结果 1 铅笔 0.5 白纸没被刺穿 2 铅笔 1 白纸被刺穿 3 铅笔+铁块 0.5 白纸被刺穿 控制变量法控制变量法．
（2）实验中，白纸应处于绷紧绷紧状态（填“绷紧”，“松弛”）
（3）比较1、2两组实验记录，得出的结论：重力势能的大小跟物体的高度物体的高度有关；
（4）比较1、3两组实验记录，得出的结论：重力势能的大小跟质量质量有关
（5）根据上述结论，住在高层建筑的人应注意：防止坠落防止坠落． -
探究“物体的动能与势能”
（1）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离．如图1甲所示．请回答下列问题：
①从同一高度由静止释放的目的是保持速度相同保持速度相同_，该实验的目的是研究铁球的动能大小与质量质量（选填“质量”或“速度”）的关系．该实验铁球的速度是指铁球从斜面由静止滚下到水平面与木块碰撞前前（选填“前”、“后”或“前、后均可”）的速度，它是通过高度高度（选填“高度”或“质量”）来改变的．
该实验是通过观察木块被撞后移动的距离，来判断出铁球铁球（“铁球”或“木块”）具有的动能的大小．
②图1乙是高速公路的限速牌，限制车速实际上是限制车的质量质量，但是不同车型的车限速却不一样，原因是不同的车型质量不同不同的车型质量不同．
（2）探究物体的重力势能（甲、乙、丙三物体的质量关系为：m甲=m乙＜m丙，木桩起始位置高度相同）
①比较图2中A、B两木桩扎入沙坑的深度，可以得出的结论是：质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就越大越大．
②若图2中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同，能能（选填“能”、“不能”）说明乙、丙的重力势能相同，你的理由是两木桩扎入沙坑的深度相同两木桩扎入沙坑的深度相同．
（3）图3是上海“明珠线”某轻轨车车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定的坡度．请你从节能的角度分析这样设计的优点．车进站时的部分动能转化为重力势能，减小因刹车消耗的机械能（动能）；车出站时储存的重力势能又转化为动能，起到节能的作用车进站时的部分动能转化为重力势能，减小因刹车消耗的机械能（动能）；车出站时储存的重力势能又转化为动能，起到节能的作用．
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某课外兴趣小组研究势能：
（1）小明想探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1 所示．在此实验中，我们是通过观察木桩下陷的深度木桩下陷的深度来比较各铁块重力势能的大小，
若mB＜mC，则梁铁块下落的关系是hB大于大于hC（选填：“大于”“等于”或“小于”）．
（2）小华想探究弹性势能的大小与哪些因素有关．她利用一段弹簧、光滑轨道、物块A和B等器材进行实验．如图2所示，用物块将弹簧压缩到一定程度后释放，物块沿轨道向左滑行，最高可冲到光滑斜面虚框处．
①实验时可通过观察同一滑块冲上斜面的高度冲上斜面的高度来判断弹性势能的大小．
②比较如图2（a）、（b）两个实验可以初步得出，弹簧的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大越大．
③若物块冲上斜面的最大高度ha=hc＜hb，弹性形变的大小La＜Lb=Lc，则物块达到最高处所具有的重力势能Ea、Eb、Ec的大小关系是Ea＜Eb=EcEa＜Eb=Ec．