12.某同学在探究物体的重力势能与哪些因素有关时,选用了下列实验器材:一块厚泡沫、三个相同的铁钉、三个铝块(其质量分别为$m_1$、$m_2$和$m_3$,且$m_1=m_2＜m_3$)。他将铁钉插入泡沫中的相同深度,分别将三个铝块在空中由静止释放撞击铁钉,铁钉进入泡沫的深度如图11所示。
(1)实验中,铝块在下落过程中,其能转化为动能。该同学可以通过观察来比较铝块重力势能的大小。
(2)比较两次实验的情况,说明铝块所处的高度相同时,质量越大,铝块的重力势能越大。比较a、b两次实验可得到的结论是。

(1) 重力势；铁钉进入泡沫的深度
(2) a、c；在物体质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大

(1) 铝块在下落过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，因此重力势能转化为动能。本实验使用转换法，将不易直接观察的重力势能大小转换为容易观察的现象，通过观察铁钉进入泡沫的深度，来比较铝块重力势能的大小，铁钉插入泡沫越深，代表铝块的重力势能越大。
(2) 要验证高度相同时，质量越大重力势能越大，需要控制铝块的释放高度相同，改变铝块的质量，符合条件的是a、c两次实验。a、b两次实验中，铝块质量$m_1=m_2$，释放高度不同，b实验中铝块释放高度更高，最终铁钉插入泡沫的深度更大，因此可得到结论：当物体质量相同时，所处的高度越高，物体的重力势能越大。

13. 图12是小球弹跳的频闪照片，小球弹起的高度越来越低，其中1、2是两等高的位置。小球在上升过程中重力势能（选填“增大”“减小”或“不变”）。两个位置相比，小球具有较大速度的是（选填“1”或“2”）位置。

增大；1

小球在上升过程中，质量不变，高度逐渐增加，重力势能随高度的增大而增大。小球弹跳的高度越来越低，说明运动过程中需要克服空气阻力做功，部分机械能转化为内能，小球的总机械能不断减小；1、2两处位置高度相等，小球在这两个位置的重力势能大小相等，根据机械能等于动能与重力势能之和，可知小球在1位置的动能更大，小球质量不变，动能越大速度越大，因此速度较大的是1位置。

14. 图13所示的是“探究物体的动能跟哪些因素有关”实验，小钢球从一斜面上由静止开始自由滚下，推动同一小木块在木板上向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中$h_{1}=h_{3}＞h_{2}$，$m_{1}=m_{2}＜m_{3}$。

(1)实验中“探究物体的动能”中的“物体”是指（选填“小木块”或“小钢球”）。做完图甲所示的实验后，准备进行图乙所示的实验；将小钢球放置在位置B后，把，然后将小钢球由静止释放。
(2)比较甲、乙两组实验可得出结论：质量相同时，越大，物体的动能越大；甲、丙两组实验中，将钢球放置在斜面同一高度处的目的是确保钢球到达水平面的相同。
(3)某学习小组的同学做图丙所示的实验时小木块被撞后滑出木板，为了能利用前面的实验数据，提出几条建议，你认为不恰当的是（填字母）。
A. 换质量较大的木块
B. 换表面相同但长度较长的木板
C. 换质量比前两次实验小的钢球
(4)如将实验装置改成图丁所示装置，用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究小球的动能大小与质量的关系。这个设计方案是（选填“可行”或“不可行”）的。

(1) 小钢球；小木块放回原来的初始位置
(2) 速度；速度
(3) A
(4) 不可行

(1) 本实验探究的是小钢球的动能大小，通过小木块被推动的距离间接反映小钢球的动能大小，因此探究的“物体”是小钢球。完成甲实验后小木块被推动到了较远位置，进行乙实验前，需要将小木块放回初始位置，才能通过比较木块移动的距离准确判断动能大小。
(2) 甲、乙两组实验中，小钢球质量相同，甲中钢球释放高度更高，到达水平面时的速度更大，木块移动距离更远，因此可得出结论：质量相同时，速度越大，物体的动能越大。甲、丙两组实验将钢球放置在斜面同一高度处，目的是控制钢球到达水平面时的速度相同，探究动能与质量的关系。
(3) 要利用前面甲乙的实验数据，需要保证木块和木板粗糙程度不变，使木块受到的滑动摩擦力不变，这样木块移动的距离才能和之前的实验数据对比：
选项A：换质量较大的木块，木块对水平面的压力变大，滑动摩擦力变大，相同动能下木块的滑行距离和之前实验没有可比性，无法利用之前的实验数据，做法不恰当；
选项B：换表面相同但长度较长的木板，木块和摩擦力都不变，可正常测量滑行距离，能和之前数据对比，做法恰当；
选项C：换质量比前两次小的钢球，钢球动能更小，推动木块的距离更短，不会滑出木板，仍可在速度相同的条件下结合之前的实验数据探究动能和质量的关系，做法恰当。
因此不恰当的选A。
(4) 图丁的装置中，将同一弹簧压缩相同程度，弹簧的弹性势能相同，释放后弹性势能全部转化为小球的动能，因此不同质量的小球获得的动能是相同的，最终推动木块移动的距离也相同，没有控制小球到达水平面的速度相同，无法探究动能大小与质量的关系，因此该设计方案不可行。