Question

10．DIS實驗是利用現(xiàn)代信息技術進行的實驗．“用DIS研究機械能守恒定律”的實驗裝置如圖甲所示，小組同學在實驗中利用小鐵球從很光潔的曲面上滾下，選擇DIS以圖象方式顯示實驗的結果，所顯示的圖象如圖乙所示．圖象的橫軸表示小球距d點（最低點）的高度h，縱軸表示小鐵球的重力勢能E_P、動能E_k或機械能E．試回答下列問題：
（1）圖乙的圖象中，表示小球的機械能E、動能E_k、重力勢能E_P隨小球距d點的高度h變化關系的圖線分別是甲、丙、乙（按順序填寫相應圖線所對應的文字）；
（2）根據(jù)圖乙所示的實驗圖象，可以得出的結論是：忽略阻力作用，小球下落過程機械能守恒．

Answer 1

分析 根據(jù)小球向上滑動過程中，重力做負功，高度h增大，由E_P=mgh增大，動能減小，而重力勢能和動能的總量即機械能不變來選擇圖線．小球擺動過程受到支持力和重力，支持力不做功，只有重力做功，在這個條件下得出結論：只有重力做功的情況下小球機械能守恒．

解答 解：（1）將各個時刻對應的高度和速度二次方數(shù)據(jù)標在坐標圖中，用描點法作出v²-h圖象；由mgh=$\frac{1}{2}$mv²，可得v²-h圖象的斜率等于2g．根據(jù)小球下滑動能增大、重力勢能減小、機械能不變可知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變化關系的圖線分別是乙、丙、甲．
 （2）小球運動過程受到支持力和重力，拉支持力不做功，只有重力做功，小球的機械能守恒．故得出的結論是：忽略阻力作用，小球在下落過程中機械能守恒．
故答案為：（1）甲、丙、乙；
（2）忽略阻力作用，小球下落過程機械能守恒．

點評 本題考查理解物理圖象的能力．守恒定律關鍵要明確條件．驗證性實驗最后得出結論時，要強調在實驗誤差允許的范圍內．