Question

2．用DIS實驗研究機械能守恒定律的實驗中，用光電門測定擺錘在某一位置的瞬時速度，從而求得擺錘在該位置的動能，同時輸入擺錘的高度（實驗中A、B、C、D四點高度為0.150m、0.100m、0.050m、0.000m）求得擺錘在該位置的重力勢能，進而研究勢能與動能轉(zhuǎn)化的規(guī)律．
（1）實驗時，擺錘從A點釋放，把D點作為零勢點，光電門應(yīng)分別放在BCD 點，以便分別測出小球經(jīng)過這些點的速度．
（2）實驗中光電門在某點測到的速度用v表示，與零勢能點的高度用H表示，在誤差范圍內(nèi)各點均能滿足v²=2gH關(guān)系式，則可以說明擺錘擺動過程中機械能守恒．
（3）（多選）實驗測得D點的速度偏小，造成這個誤差的原因可能是BD
A、擺錘釋放的位置高于A 點
B、擺錘釋放的位置在AB之間
C、擺錘在A點沒有靜止釋放
D、光電門沒有放在D點．

Answer 1

分析 （1）由于高度都是相對于D點的，因此選擇D點為零勢能點；根據(jù)原理可明確應(yīng)測量的數(shù)據(jù)，從而明確光電門的位置；
（2）再根據(jù)機械能守恒定律可求得應(yīng)證明的表達式；
（2）根據(jù)機械能守恒及實驗原理可分析實驗誤差．

解答 解：（1）由于重錘的高度都是相對于D點的，因此選擇D點為零勢能點，將把光電門傳感器分別放在標(biāo)尺盤B點、C點、D點，分別測出重錘在該位置的速度，并分別讀出高度差，進而可以進行機械能守恒的驗證．
（2）若從A點下落時，有：$mg{h}_{A}=\frac{1}{2}m{v}_{A}^{2}$，
故只需滿足v2=2gh即可證明機械能守恒；
（3）若實驗測得D點的機械能明顯偏小，說明重錘低于A點才開始靜止釋放的，或未到D點就開始測速度，因此不是重力勢能少些，就是動能小些，故可能原因是BD，
故BD正確．
故選：（1）BCD
（2）v²=2gH 
（3）BD．

點評 本題考查驗證機械能守恒定律實驗；驗證機械能守恒的方法很多，但是其原理是一樣的，因此明確實驗原理是解決實驗的關(guān)鍵．