Question

【題目】如圖所示為“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，本實(shí)驗(yàn)中

（1）光電門傳感器的作用是測(cè)定擺錘在某位置的_____________。

（2）從右側(cè)某一高度由靜止釋放擺錘，觀察擺錘擺到左側(cè)的最高位置，然后改變定位擋片的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，若均可以觀察到左側(cè)的最高點(diǎn)與釋放點(diǎn)基本在同一高度，由此可以得出擺錘在兩側(cè)最高點(diǎn)的機(jī)械能________的結(jié)論。

（3）下列操作步驟正確的是（_______）

A. 釋放擺錘前擺線要拉直

B. 先釋放擺錘，然后點(diǎn)擊“開始記錄”

C. 將光電門傳感器直接連接在計(jì)算機(jī)上

D. 要使光電門的光電孔高于所測(cè)高度

（4）如果擺錘每次從同一位置釋放，以擺錘速度的平方v 2為縱坐標(biāo)，以擺錘距離零勢(shì)能D點(diǎn)的高度h為橫坐標(biāo)，作出的圖線應(yīng)是一條____________（選填“過”或“不過”）原點(diǎn)的直線。若已知擺錘直徑為d、質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g，則圖線斜率為___________。

Answer 1

【答案】瞬時(shí)速度 基本相等 A 不過 -2g

【解析】

（1）為了研究機(jī)械能守恒定律，需要仔細(xì)測(cè)量擺錘經(jīng)過任意位置的機(jī)械能，實(shí)驗(yàn)中的下落高度可通過坐標(biāo)測(cè)出，擺錘速度需要用傳感器測(cè)量，所以光電門傳感器的作用是測(cè)定擺錘在某位置的瞬時(shí)速度

（2）從右側(cè)某一高度由靜止釋放擺錘，初態(tài)動(dòng)能為0，擺錘擺到左側(cè)的最高位置，末動(dòng)能為0，機(jī)械能等于動(dòng)能與重力勢(shì)能之和，觀察到左側(cè)的最高點(diǎn)與釋放點(diǎn)基本在同一高度，可以確定初末重力勢(shì)能相同，所以可以得出擺錘在兩側(cè)最高點(diǎn)的機(jī)械能基本相同的結(jié)論

（3）A.實(shí)驗(yàn)中，擺線如果不拉直，小球運(yùn)動(dòng)過程中，繩會(huì)突然繃直，帶來很大誤差，所以釋放擺錘前擺線要拉直，A正確

B.為了驗(yàn)證過程中機(jī)械能是否守恒，要求擺錘每次同同一位置靜止（或相同速度）下擺，先釋放擺錘，然后點(diǎn)擊“開始記錄”，無法保證開始記錄時(shí)，每次擺錘位置相同，帶來較大誤差，B錯(cuò)誤

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，光電門傳感器連接采集器，采集器將光電門的信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)，而光電門不能直接連接在計(jì)算機(jī)上，C錯(cuò)誤

D.調(diào)整光電門的位置，使光電門的光電孔與測(cè)量點(diǎn)位于同一水平面內(nèi)，以保證豎直的高度測(cè)量準(zhǔn)確，D錯(cuò)誤

（4）設(shè)初始距零勢(shì)能點(diǎn)的高度為，根據(jù)機(jī)械能守恒得：，整理得到：，所以圖像不過原點(diǎn)；根據(jù)解析式可以知道，圖像的斜率是