Question

“用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備研究機(jī)械能守恒定律”的裝置如圖甲所示，在某次實(shí)驗(yàn)中，選擇圖象方式顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所顯示的圖象如圖乙所示．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(shì)能E_p動(dòng)能E_k和機(jī)械能E．請(qǐng)回答下列問題：
（1）圖乙中，表示小球的重力勢(shì)能E_p隨高度h變化關(guān)系的圖線是

乙

，表示動(dòng)能E_k隨高度h變化關(guān)系的圖線是

丙

，表示機(jī)械能E隨高度h變化關(guān)系的圖線是

甲

．
（2）根據(jù)圖乙所示圖象，可以得出的結(jié)論是

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

．

Answer 1

分析：利用圖象問題結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)研究常用的方法．
通過物理規(guī)律找出兩個(gè)物理變量之間的關(guān)系，再結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)解決問題．

解答：解：（1）根據(jù)重力勢(shì)能的定義得：
E_p=mgh
所以小球的重力勢(shì)能E_p與高度h成正比，即選乙圖．
根據(jù)動(dòng)能定理得：
E_k=E_k0-mgh，所以選丙圖．
機(jī)械能E隨高度h變化應(yīng)該幾乎不變，即選甲圖．
（2）根據(jù)圖乙所示圖象，可以得出的結(jié)論是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．
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．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于物理量線性關(guān)系圖象的應(yīng)用我們要從兩方面：1、從物理角度找出兩變量之間的關(guān)系式2、從數(shù)學(xué)角度找出圖象的截距和斜率，兩方面結(jié)合解決問題．