Question

13．DIS實(shí)驗(yàn)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)．學(xué)生實(shí)驗(yàn)“用DlS研究機(jī)械能守恒定律”的裝置如圖6（a）所示，擺動(dòng)小球上安裝有遮光片J，其寬度△S已輸入計(jì)算機(jī)，在圖中A、B、C、D四處都安上光電傳感器，并將所測(cè)得的數(shù)據(jù)都自動(dòng)輸人計(jì)算機(jī)處理，由計(jì)算機(jī)程序計(jì)算出所需的物理量，并畫出圖象．某組同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，選擇DIS以圖象方式顯示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，得到三條圖線，如圖（b）所示．圖象的橫軸表示小球距D點(diǎn)的高度h，縱軸表示擺球的重力勢(shì)能E_p、動(dòng)能E_k或機(jī)械能E．試回答下列問題：

（1）圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，光電傳感器采集的數(shù)據(jù)是遮光片擋光時(shí)間．
（2）圖（b）甲、乙、丙三條線中，表示小球的重力勢(shì)能Ep、動(dòng)能E_k、機(jī)械能E隨小球距D點(diǎn)的高度h變化關(guān)系的圖線依次是乙、丙、甲．
（3）根據(jù)圖（b）所示的實(shí)驗(yàn)圖象，可以得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，在只有重力做功的情況下，小球的機(jī)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(shì)能E_P不斷減少，動(dòng)能E_K不斷增加，而重力勢(shì)能和動(dòng)能的總量即機(jī)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(shí)間．
（2）距離D點(diǎn)的高度越高，重力勢(shì)能越大，所以乙圖線為重力勢(shì)能E_p隨h的關(guān)系圖線；向D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，重力做正功，動(dòng)能增加，即高度h越小，動(dòng)能越大，則丙圖線為動(dòng)能E_k隨h的變化圖線，甲表示機(jī)械能E，動(dòng)能和重力勢(shì)能之和不變，所以甲表示機(jī)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(nèi)，在只有重力做功的情況下，小球的機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）遮光片擋光時(shí)間；
（2）乙、丙、甲；
（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，在只有重力做功的情況下，小球的機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng) 本題比較新穎，要注意結(jié)合實(shí)驗(yàn)的原理進(jìn)行分析，從而找出符合該實(shí)驗(yàn)的原理．