Question

13．DIS實驗是利用現(xiàn)代信息技術進行的實驗．學生實驗“用DlS研究機械能守恒定律”的裝置如圖6（a）所示，擺動小球上安裝有遮光片J，其寬度△S已輸入計算機，在圖中A、B、C、D四處都安上光電傳感器，并將所測得的數(shù)據(jù)都自動輸人計算機處理，由計算機程序計算出所需的物理量，并畫出圖象．某組同學在一次實驗中，選擇DIS以圖象方式顯示實驗的結果，得到三條圖線，如圖（b）所示．圖象的橫軸表示小球距D點的高度h，縱軸表示擺球的重力勢能E_p、動能E_k或機械能E．試回答下列問題：

（1）圖（a）所示的實驗裝置中，光電傳感器采集的數(shù)據(jù)是遮光片擋光時間．
（2）圖（b）甲、乙、丙三條線中，表示小球的重力勢能Ep、動能E_k、機械能E隨小球距D點的高度h變化關系的圖線依次是乙、丙、甲．
（3）根據(jù)圖（b）所示的實驗圖象，可以得出的結論是在誤差允許的范圍內，在只有重力做功的情況下，小球的機械能守恒．

Answer 1

分析 根據(jù)小球在靜止釋放后，重力在做正功，重力勢能E_P不斷減少，動能E_K不斷增加，而重力勢能和動能的總量即機械能不變來選擇圖線．

解答 解：（1）不透光的薄片J是擋光片，傳感器K的名稱是光電門傳感器，那么光電傳感器采集的數(shù)據(jù)是遮光片擋光時間．
（2）距離D點的高度越高，重力勢能越大，所以乙圖線為重力勢能E_p隨h的關系圖線；向D點運動的過程中，重力做正功，動能增加，即高度h越小，動能越大，則丙圖線為動能E_k隨h的變化圖線，甲表示機械能E，動能和重力勢能之和不變，所以甲表示機械能E隨h變化的圖線．
（3）根據(jù)甲圖線知，在誤差允許的范圍內，在只有重力做功的情況下，小球的機械能守恒．
故答案為：（1）遮光片擋光時間；
（2）乙、丙、甲；
（3）在誤差允許的范圍內，在只有重力做功的情況下，小球的機械能守恒．

點評 本題比較新穎，要注意結合實驗的原理進行分析，從而找出符合該實驗的原理．