Question

（1）如圖（a）所示，用傳感器、計算機實時采集數(shù)據(jù)裝置研究“機械能守恒定律”，某組同學在一次實驗中，所顯示實驗數(shù)據(jù)圖象如圖（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（b）的圖象中，表示小球的重力勢能E_p、動能E_k、機械能E隨小球距D點的高度h變化關(guān)系的圖線分別是

 

、

 

、

 

（填寫圖線所對應(yīng)的文字）．
②根據(jù)圖（b）所示的實驗圖象，可以得出的結(jié)論是

 

．
③若重力加速度g=10m/s²，則根據(jù)圖象可計算出小球質(zhì)量為

 

kg（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析：①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．
②分析動能與重力勢能之和，即機械能是否變化，結(jié)合條件，判斷得出結(jié)論．
③根據(jù)重力勢能與高度的關(guān)系 E_p=mgh，分析圖線的斜率，求出質(zhì)量．

解答：解：①根據(jù)E_P=mgh和動能定理可知，當高度增大時，重力做負功，E_P=mgh增大，動能減小，而機械能不變，則乙表示重力勢能E_P，丙表示動能，甲表示機械能．
②小球擺動過程受到拉力和重力，拉力不做功，只有重力做功，由圖知，小球的機械能守恒．故得出的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，在只有重力做功的情況下，小球的機械能守恒．
③重力勢能與高度的關(guān)系 E_p=mgh，由乙圖知，此圖線的斜率：k=mg
由圖求出斜率k=

0.04

0.05

=0.8N^-1，則m=

k

g

=

0.8

10

kg=0.080kg
故答案為：
①乙、丙、甲
②在誤差允許的范圍內(nèi)，在只有重力做功的情況下，小球的機械能守恒．
③0.080

點評：本題考查理解物理圖象的能力．守恒定律關(guān)鍵要明確條件．驗證性實驗最后得出結(jié)論時，要強調(diào)在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，小球的機械能守恒．