Question

（1）为探究物体下落过程中机械能是否守恒，采用实验装置如图所示．已知重力加速度大小为g
①其设计方案如下：让质量为m的立方体小铁块从开始端自由下落，开始端至光电门的高度差为h，则此过程中小铁块重力势能的减少量为______；若测出小铁块通过光电门时的速度v，则此过程中小铁块动能增加量为______ 

Answer 1

【答案】分析：（1）中应明确探究物体下落过程中机械能是否守恒，即通过自由落体运动来探究，则重力势能减少量=mgh，动能增量为=m，可见若即可．
（2）中发光二极管正向导通时的电阻很小，也不允许通过大电流，则不难知道电流表应用外接法，滑动变阻器应用分压式．
解答：解：（1）①根据重力势能的概念知=mgh；动能增加量为=
    ②由以上分析知，小球质量可以约去，故上述操作中可以省略A；小铁块经过光电门的速度表达式v=  
    ③由机械能守恒定律可得mgh=m，即变形为=2gh，可见若v²-h图线斜率k，则k=2g
（2）①．因电源电动势为6V，故电压表应选A；因发光二极管允许通过的电流不能很大，故电流表应选 C
      ②．因二极管正向电阻很小，故电流表应用外接法，又描绘它的伏安特性曲线，故滑动变阻器应用分压式接法，实物连线如图所示．

③根据实验数据描点，画出该发光二极管的I-U图线，如图所示

由欧姆定律，若该发光二极管的最佳工作电流为10mA，现将该发光二极管与电动势为3V、内阻不计的电池组相连，则电阻值应为R==×1000Ω=300Ω，而从I-U图象中可读出I=10mA时电压U=1.9V，可求出此时二极管电阻r=×1000Ω=190Ω，可见 还需串联一个阻值R=300-190=110Ω的电阻．
故答案为（1）①mgh，，②A，，③2g
         （2）①A、C，②如图，③如图，110Ω
点评：当涉及有关实验图象问题时，应先根据相应的物理规律写出表达式，再整理出关于纵轴与横轴的函数式，然后即可明确一次函数斜率和截距的物理意义．