小明利用实验小桌、装有细砂的容器、质量不同的物体A、B和C，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将物体从高处（图中水平虚线处）由静止释放，物体自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。已知甲、乙、丙、丁四次实验中初始时桌腿陷入细砂中的深度相同，图中所画出的状态是桌腿最终静止在细砂中的位置。观察各次实验中桌腿陷入细砂中的深度情况，便可知物体释放前的重力势能大小的关系。已知实验中三个物体的质量关系为，物体下落的距离远大于物体的厚度和桌腿陷入细砂中的深度。请回答下列问题：

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1. 小明利用实验小桌、装有细砂的容器、质量不同的物体A、B和C，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将物体从高处（图中水平虚线处）由静止释放，物体自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。已知甲、乙、丙、丁四次实验中初始时桌腿陷入细砂中的深度相同，图中所画出的状态是桌腿最终静止在细砂中的位置。观察各次实验中桌腿陷入细砂中的深度情况，便可知物体释放前的重力势能大小的关系。已知实验中三个物体的质量关系为 $\text{[math]}$ ，物体下落的距离远大于物体的厚度和桌腿陷入细砂中的深度。请回答下列问题：

(1) 实验中通过来反映铁块重力势能的大小；

(2) 比较两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体被举高的高度有关；

(3) 比较甲、丙、丁三次的实验结果可知：。

【考点】

探究影响物体势能大小的因素;

【答案】

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实验探究题普通

1. 小鹏选用橡皮泥，装有细砂的透明容器、刻度尺、100g木块m₀ ， 100g铁块m₁ ，还有一块与100g铁块形状体积完全相同的实心铜块m₂（ $\text{[math]}$ _铜> $\text{[math]}$ _铁）、小桌等器材，做“探究物体的重力势能大小与质量是否有关”的实验。如图所示，他的主要实验步骤如下：

①桌面粘有少量橡皮泥的小桌水平放在细砂上，将质量为m₁=100g的铁块举高到距小桌面H₁=60cm高处自由释放，砸到小桌面上，用刻度尺测出桌腿进入细砂中的深度h₁并记录在表格中；

②将细砂整理平整后再放上小桌。将此铁块举高到距小桌面H₂=80cm高处自由释放，砸到小桌面上，用刻度尺测出桌腿进入细砂中的深度h₂并记录在表格中。根据以上叙述，回答下列问题：

(1) 小鹏在该探究实验的操作过程中存在的主要问题是；

(2) 请你针对小鹏探究过程中存在的问题，写出改正措施：。

实验探究题普通

2. 探究影响物体弹性势能大小的因素，选择弹簧进行研究。将光滑水平面与光滑斜面连接，如图所示。

①将甲弹簧放置在水平面上，用小球压缩弹簧2cm，释放后，小球滚上斜面，记录小球在斜面最高点时的高度，记录在下表中

②压缩甲弹簧3厘米，重复实验①步骤

③换用不同弹簧，重复实验①步骤

实验序号	弹簧	弹簧长度/cm	弹簧材料	压缩量/cm	小球在斜面上高度/m
1	甲	20	合金1	2	0.18
2	甲	20	合金1	3	0.40
3	乙	20	合金2	2	0.22
4	丙	30	合金1	2	0.12
5	丁	30	合金2	2	0.15

(1)实验中，释放弹簧后，弹簧的能最终转化为小球的能；

(2)比较（选填实验序号），说明弹簧的弹性势能大小与弹簧的形变大小有关；

(3)由实验结果可知，弹簧的弹性势能大小还与弹簧的有关。

实验探究题普通

3. 如图所示，小鹏用装有细砂的透明容器、小桌和质量不同的铁块做“探究物体的重力势能大小与质量是否有关”的实验。他的主要实验步骤如下：

①将桌面粘有少量橡皮泥的小桌水平放在细砂上，将质量为m₁=100g的铁块举高到距小桌面H₁=60cm高处自由释放，砸到小桌面上，用刻度尺测出桌腿进入细砂中的深度h₁并记录在表格中。

②将细砂整理平整后再放上小桌。将质量为m₂=200g的铁块举高到距小桌面H₂=80cm高处自由释放，砸到小桌面上，用刻度尺测出桌腿进入细砂中的深度h₂并记录在表格中。

根据以上叙述，回答下列问题：

（1）此实验的自变量是。

（2）在实验中通过观察反映铁块具有的重力势能的大小。

（3）小鹏在该探究实验的操作过程中存在的主要问题是。

实验探究题普通

实验步骤	ABC
具体操作
实验现象