Question

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

(1)圖（a）所示的實驗裝置中，___________點為零勢能點；

(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，其他操作標準，則測定B點的速度將______________（填“偏大”“不變”或“偏小”），由此計算出來的B點處的機械能將比A點處的機械能________（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點的高度h變化關(guān)系的圖線是______（選填“甲、乙或丙”）。由（b）可以計算出來的擺球質(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的高度，縱軸表示擺球的重力勢能，當時，重力勢能為零，所以圖（a）所示的實驗裝置中，點為零勢能點；

(2)[2]實驗中要求出小球在各點時的動能，則應(yīng)測出小球在各點時的速度，所以實驗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)，小球的機械能守恒，由丙圖線可知小球的動能隨小球距離點的高度增大而減小，圖中若光電門傳感器的位置低于B點，其他操作標準，則有測定B點的速度偏大；由此計算出來的B點處的動能偏大，而重力勢能測量準確，所以由此計算出來的B點處機械能偏大，即由此計算出來的B點處的機械能將比A點處的機械能偏大；

(3)[5]小球距離點的高度越大，重力勢能越大，動能越小，但總機械能不變，所以表示小球的重力勢能隨小球距離點的高度變化關(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