Question

（1）某同學(xué)用DIS研究“機(jī)械能守恒定律”的裝置如圖（a）所示，在一次實(shí)驗(yàn)中，選擇DIS以圖象方式顯示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，所顯示的圖象如圖（b）所示．圖象的橫軸表示小球距D點(diǎn)的高度h，縱軸表示擺球的重力勢能E_p、動(dòng)能E_k或機(jī)械能E．試回答下列問題：
①圖（b）的圖象中，表示小球的重力勢能E_p、動(dòng)能E_k、機(jī)械能E隨小球距D點(diǎn)的高度h變化關(guān)系的圖線分別是______（按順序填寫相應(yīng)圖線所對(duì)應(yīng)的文字）．
②根據(jù)圖（b）所示的實(shí)驗(yàn)圖象，可以得出的結(jié)論______．
（2）某同學(xué)探究恒力做功和物體動(dòng)能變化間的關(guān)系，方案如圖所示．他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，如圖（c）為減小這種做法帶來的誤差，實(shí)驗(yàn)中要采取的兩項(xiàng)措施是：
a______
b______

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)小球向上擺動(dòng)過程中，重力做負(fù)功，高度h增大，由E_P=mgh增大，動(dòng)能減小，而重力勢能和動(dòng)能的總量即機(jī)械能不變來選擇圖線．
（2）小球擺動(dòng)過程受到拉力和重力，拉力不做功，只有重力做功，在這個(gè)條件下得出結(jié)論：只有重力做功的情況下小球機(jī)械能守恒．
（3）驗(yàn)證合外力的功與動(dòng)能變化間的關(guān)系的原理：mgx=mv²，本實(shí)驗(yàn)的誤差來源與摩擦力和物體加速引起的失重現(xiàn)象
解答：解：（1）小球離D點(diǎn)的高度h越大，重力勢能越大，動(dòng)能越小，因此圖線乙為重力勢能E_p隨小球距D點(diǎn)的高度h變化關(guān)系的圖線；圖線丙為動(dòng)能E_k隨小球距D點(diǎn)的高度h變化關(guān)系的圖線；小球在運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒，圖線甲為小球的機(jī)械能E隨小球距D點(diǎn)的高度h變化關(guān)系的圖線．
（2）由圖（b）可知，在任意高度處，小球的動(dòng)能與重力勢能之和保持不變，所以在只有重力做功的情況下，小球的機(jī)械能守恒．
（3）驗(yàn)證合外力的功與動(dòng)能變化間的關(guān)系的原理：mgx=△E_k，若想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，則應(yīng)減小摩擦力和由于重物失重帶來的影響，故應(yīng)平衡摩擦力并且使鉤碼的質(zhì)量大小遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量
故答案為：（1）乙、丙、甲
（2）在誤差允許的范圍內(nèi)，在只有重力做功的情況下，小球的機(jī)械能守恒．
（3）a平衡摩擦力b鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量
點(diǎn)評(píng)：理解物理圖象，明確機(jī)械能守恒定律條件．驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)最后得出結(jié)論時(shí)，要強(qiáng)調(diào)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，要明確在驗(yàn)證合外力的功與動(dòng)能變化間的關(guān)系中用到的原理，圍繞原理，記憶需要測量的物理量及實(shí)驗(yàn)時(shí)的注意事項(xiàng)．