Question

在“用DIS研究機械能守恒定律”時，將如圖1所示的實驗裝置中的光電門傳感器接入數據采集器，實驗中A、B、C、D四點高度分別為0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由計算機默認，不必輸入。

（1）(3分)某同學要測定擺錘在D點的機械能E_D，將光電門安放在D點，點擊“開始記錄”，同時讓擺錘在圖1所示位置由靜止釋放，計算機將擺錘的速度自動記錄在表格的對應處，如圖2所示。由此測得的E_D________（填“正確”“偏大”“偏小”），理由是_______________________________。

（2）（3分）實驗獲得的圖象如圖3所示。橫軸表示擺錘距D點的高度h，縱軸表示擺錘的能量（重力勢能E_p、動能E_k或機械能E），以下判斷正確的是（    ）   

（A）擺錘在A點速度不為零

（B）圖象記錄的最大重力勢能約為1.53×10^-2J

（C）乙圖線與丙圖線的縱坐標數值之和為一常數，表明機械能守恒

（D）甲圖線表明擺錘擺動時只受重力的作用

 

Answer 1

【答案】

(1)（3分）偏小（1分）， 已默認D點為零勢點，其機械能等于最大動能，應在A點釋放，現釋放點低于A點，所以測得的E_D偏小（2分）。

(2) （3分）A，C

由圖象3可得甲為機械能E、乙為重力勢能E_p、丙為動能E_k，擺錘在A點有動能，則速度不為零，A正確；圖象記錄的最大重力勢能約為1.10×10^-2J，B錯誤；乙圖線與丙圖線的縱坐標數值之和為一常數，表明機械能守恒，C正確；圖線表明擺錘擺動時表示機械能守恒，并不表明只受重力的作用，D錯誤。

 

【解析】(1)（3分）偏小（1分）， 已默認D點為零勢點，其機械能等于最大動能，應在A點釋放，現釋放點低于A點，所以測得的E_D偏小（2分）。

(2) （3分）A，C

由圖象3可得甲為機械能E、乙為重力勢能E_p、丙為動能E_k，擺錘在A點有動能，則速度不為零，A正確；圖象記錄的最大重力勢能約為1.10×10^-2J，B錯誤；乙圖線與丙圖線的縱坐標數值之和為一常數，表明機械能守恒，C正確；圖線表明擺錘擺動時表示機械能守恒，并不表明只受重力的作用，D錯誤。