题目内容

2．用DIS实验研究机械能守恒定律的实验中，用光电门测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度（实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m）求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能与动能转化的规律．
（1）实验时，摆锤从A点释放，把D点作为零势点，光电门应分别放在BCD 点，以便分别测出小球经过这些点的速度．
（2）实验中光电门在某点测到的速度用v表示，与零势能点的高度用H表示，在误差范围内各点均能满足v2=2gH关系式，则可以说明摆锤摆动过程中机械能守恒．
（3）（多选）实验测得D点的速度偏小，造成这个误差的原因可能是BD
A、摆锤释放的位置高于A 点
B、摆锤释放的位置在AB之间
C、摆锤在A点没有静止释放
D、光电门没有放在D点．

分析 （1）由于高度都是相对于D点的，因此选择D点为零势能点；根据原理可明确应测量的数据，从而明确光电门的位置；
（2）再根据机械能守恒定律可求得应证明的表达式；
（2）根据机械能守恒及实验原理可分析实验误差．

解答 解：（1）由于重锤的高度都是相对于D点的，因此选择D点为零势能点，将把光电门传感器分别放在标尺盘B点、C点、D点，分别测出重锤在该位置的速度，并分别读出高度差，进而可以进行机械能守恒的验证．
（2）若从A点下落时，有：$mg{h}_{A}=\frac{1}{2}m{v}_{A}^{2}$，
故只需满足v2=2gh即可证明机械能守恒；
（3）若实验测得D点的机械能明显偏小，说明重锤低于A点才开始静止释放的，或未到D点就开始测速度，因此不是重力势能少些，就是动能小些，故可能原因是BD，
故BD正确．
故选：（1）BCD
（2）v2=2gH 
（3）BD．

点评 本题考查验证机械能守恒定律实验；验证机械能守恒的方法很多，但是其原理是一样的，因此明确实验原理是解决实验的关键．

练习册系列答案
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