题目内容

DIS实验是利用现代信息技术进行的实验．老师上课时“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，在某次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（b）所示．图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E．试回答下列问题：
（1）图（b）的图象中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是
乙、丙、甲
乙、丙、甲
（按顺序填写相应图线所对应的文字）．
（2）根据图（b）所示的实验图象，可以得出的结论是
在实验误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒
在实验误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒
．
分析：根据小球向上摆动过程中，重力做负功，高度h增大，由EP=mgh增大，动能减小，而重力势能和动能的总量即机械能不变来选择图线．小球摆动过程受到拉力和重力，拉力不做功，只有重力做功，在这个条件下得出结论：只有重力做功的情况下小球机械能守恒．
解答：解：根据EP=mgh和动能定理可知，当高度增大时，重力做负功，EP=mgh增大，动能减小，而机械能不变，则乙表示重力势能EP丙表示动能，甲表示机械能．
   小球摆动过程受到拉力和重力，拉力不做功，只有重力做功，小球的机械能守恒．故得出的结论是：在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒．
故本题答案：乙、丙、甲；在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒．
点评：本题考查理解物理图象的能力．守恒定律关键要明确条件．验证性实验最后得出结论时，要强调在实验误差允许的范围内．
练习册系列答案
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（1）（单选题）用细线将一块玻璃片水平地悬挂在弹簧测力计的下端，并使玻璃片贴在水面上，如图所示，然后用手缓慢提起弹簧测力计，在使玻璓片脱离水面的一瞬间，关于弹簧测力计的示数下列说法中正确的是
D
D

A．弹簧测力计的示数等于玻璃片的重力
B．弹簧测力计的示数小于玻璃片的重力，因为玻璃片受到水的支持力
C．弹簧测力计的示数小于玻璃片的重力，因为玻璃片受到水的浮力
D．弹簧测力计的示数大于玻璃片的重力，因为玻璃片受到水的分子力
（2）．DIS实验是利用现代信息技术进行的实验．学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，小球起到挡光片的作用，传感器K是光电门传感器．
某组同学在一次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（b）所示．图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能EP、动能Ek或机械能E．试回答下列问题：
①图（b）的图象中，表示小球的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是
乙、丙、甲
乙、丙、甲
（按顺序填写相应图线所对应的文字）．
②根据图（b）所示的实验图象，可以得出的结论是
在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒
在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒
．
（3）如图为某一小灯泡的U-I关系曲线图．

①为了通过测量得到图示U-I关系的完整曲线，请在右框中画出实验电路图．可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0-10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干．
②将这个小灯泡接到电池两端，已知电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω．问：小灯泡的实际功率是多少？
0.28W
0.28W
．
（2010?徐州三模）DIS实验是利用现代信息技术进行的实验．两组学生用DIS实验系统研究用轻绳拴着的小球在竖直平面内的圆周运动，实验装置如图甲所示．
（1）第一组同学通过数据采集器采集小球运动半周内的A、B、C、D、E五个位置的数据，选择以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图乙所示．图象的横轴表示小球距E点的高度h，纵轴表示小球的重力势能EP、动能EK或机械能E（选E点所在水平面为参考平面）．①在图乙中，表示小球的重力势能EP随高度h变化关系的图线是
Ⅱ
Ⅱ
（选填“I”或“Ⅱ”）；②根据图乙中数据，在答题纸的图中画出小球的机械能E随高度h变化关系的图线；③根据所作图线判断小球在这半周内处于
上升
上升
   阶段（选填“上升”或“下降”）
（2）第二组同学通过放在圆心处的力传感器得出绳上拉力随时间变化的关系图，部分截图如图丙所示．
①图中的a点或c点对应小球运动到
最低
最低
位置（选填“最高”或“最低”）；
②由图丙可知，绳上接力大小不断随时间变化，在ab阶段绳上拉力差的最大值略大于bc阶段绳上拉力差的最大值，其原因是
若没有空气阻力，小球在最低点和最高点的拉力差为△F=6mg．若有空气阻力，当小球从最低到最高阶段△F＞6mg，当小球从最高到最低阶段△F＜mg．所以ab阶段绳上的最大拉力差略大于bc阶段的最大拉力差．
若没有空气阻力，小球在最低点和最高点的拉力差为△F=6mg．若有空气阻力，当小球从最低到最高阶段△F＞6mg，当小球从最高到最低阶段△F＜mg．所以ab阶段绳上的最大拉力差略大于bc阶段的最大拉力差．

．
某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律．请阅读下列两段材料，完成后面问题．
第1小组：利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．图1所示所标数据为实际距离，t0时刻刚好对应抛出点，该小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表，当他们要计算重力势能的改变量时，发现不知道当地重力加速度，请你根据实验数据，按照下列要求计算出重力加速度．
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时刻 t1 t2 t3 t4 t5
速度 v（m/s） 4.52 4.04 3.56 3.08 2.60
V2（m2/s2） 20.43 16.32 12.67 9.49 6.76
（1）在图2所给的坐标纸上作出v2-h图象：
（2）分析说明，图象斜率的绝对值表示的物理意义是：
 
；
（3）由图象求得的重力加速度是
 
m/s2（结果保留三位有效数字）．
第2小组：DIS实验是利用现代信息技术进行的实验．“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，小组同学在实验中利用小铁球从很光洁的曲面上滚下，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图乙所示．图象的横轴表示小球距d点（最低点）的高度h，纵轴表示小铁球的重力势能EP、动能Ek或机械能E．试回答下列问题：（1）图乙的图象中，表示小球的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是
 
（按顺序填写相应图线所对应的文字）；
（2）根据图乙所示的实验图象，可以得出的结论是：
 
．
某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律．请阅读下列两段材料，完成后面问题．
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（1）第1小组：利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．如图所示，图中数据为实际距离，t0时刻刚好对应抛出点，该小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表，当他们要计算重力势能的改变量时，发现需要先计算当地重力加速度，请你根据实验数据，按照下列要求计算出重力加速度（忽略空气阻力的影响）．
时刻 t1 t2 t3 t4 t5
速度v（m/s） 4.52 4.04 3.56 3.08 2.60
v2（m2/s2） 20.43 16.32 12.67 9.49 6.76
①在所给的坐标纸上作出v2-h图象；
②分析说明，图象斜率的绝对值表示的物理意义是：
 
；
③由图象求得的重力加速度是
 
m/s2（结果保留三位有效数字）．
（2）第2小组：DIS实验是利用现代信息技术进行的实验．“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，小组同学在实验中利用小铁块从很光洁的曲面上滑下，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图乙所示．图象的横轴表示小铁块距d点（最低点）的高度h，纵轴表示小铁块的重力势能EP、动能Ek或机械能E．试回答下列问题：
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①图乙的图象中，表示小铁块的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是
 
（按顺序填写相应图线所对应的文字）；
②根据图乙所示的实验图象，可以得出的结论是：
 
．
DIS实验是利用现代信息技术进行的实验．学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（b）所示．图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E．试回答下列问题：
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（1）图（b）的图象中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是
 
（按顺序填写相应图线所对应的文字）．
（2）图（a）所示的实验装置中，K是光电门传感器，他的直接作用是
 
．小球上连接的挡光片宽度为d，通过光电门的时间为t，可以得到小球在最低点的瞬时速度为
 
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（3）根据图（b）所示的实验图象，可以得出的结论是
 
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