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