Question

【題目】學(xué)生實(shí)驗(yàn)“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”的裝置如圖（a）所示，某小組同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，選擇以圖像方式顯示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，所顯示的圖像如圖（b）所示。圖像的橫軸表示小球距D點(diǎn)的高度h，縱軸表示擺球的重力勢能Ep、動能Ek或機(jī)械能E。請回答下列問題：

(1)圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，___________點(diǎn)為零勢能點(diǎn)；

(2)光電門傳感器的用途是__________。圖中若光電門傳感器的位置低于B點(diǎn)，其他操作標(biāo)準(zhǔn)，則測定B點(diǎn)的速度將______________（填“偏大”“不變”或“偏小”），由此計(jì)算出來的B點(diǎn)處的機(jī)械能將比A點(diǎn)處的機(jī)械能________（填“偏大”“不變”或“偏小”）。

(3)圖（b）的圖像中，表示小球的重力勢能Ep隨小球距離D點(diǎn)的高度h變化關(guān)系的圖線是______（選填“甲、乙或丙”）。由（b）可以計(jì)算出來的擺球質(zhì)量為__________g。

Answer 1

【答案】 測速度 偏大 偏大 乙 7.45

【解析】

(1)[1]圖像的橫軸表示小球距點(diǎn)的高度，縱軸表示擺球的重力勢能，當(dāng)時(shí)，重力勢能為零，所以圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，點(diǎn)為零勢能點(diǎn)；

(2)[2]實(shí)驗(yàn)中要求出小球在各點(diǎn)時(shí)的動能，則應(yīng)測出小球在各點(diǎn)時(shí)的速度，所以實(shí)驗(yàn)中光電門傳感器的用途是測速度；

[3][4]由甲圖線可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，小球的機(jī)械能守恒，由丙圖線可知小球的動能隨小球距離點(diǎn)的高度增大而減小，圖中若光電門傳感器的位置低于B點(diǎn)，其他操作標(biāo)準(zhǔn)，則有測定B點(diǎn)的速度偏大；由此計(jì)算出來的B點(diǎn)處的動能偏大，而重力勢能測量準(zhǔn)確，所以由此計(jì)算出來的B點(diǎn)處機(jī)械能偏大，即由此計(jì)算出來的B點(diǎn)處的機(jī)械能將比A點(diǎn)處的機(jī)械能偏大；

(3)[5]小球距離點(diǎn)的高度越大，重力勢能越大，動能越小，但總機(jī)械能不變，所以表示小球的重力勢能隨小球距離點(diǎn)的高度變化關(guān)系的圖線是乙圖線；

[6]根據(jù)重力勢能可知，乙圖線的斜率表示物體的重力，即

由圖乙可得

解得擺球質(zhì)量為