题目内容

用DIS研究机械能守恒定律．将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器，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，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律．实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认，不必输入．现某位同学要测定摆锤在D点的瞬时速度．其实验装置如图所示，接着他点击“开始记录”，同时让摆锤从图中所示位置释放，计算机将摆锤通过光电门传感器的速度自动记录在表格的对应处，如图．
（1）请指出该同学实验中的错误之处：______
（2）图中计算机记录的数据与真实值相比将______（填“偏大”、“偏小”或“仍准确”）

【答案】分析：根据小球向下摆动过程中，重力做正功，高度h减小，由EP=mgh减小，动能增大，而重力势能和动能的总量即机械能不变来求解．
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：（1）该同学实验中的错误之处：①光电门传感器未放在标尺盘最低端的D点；②摆锤释放器未置于A点．
（2）由于摆锤释放器未置于A点，所以得到的动能与真实值相比将偏小．
故答案为：（1）①光电门传感器未放在标尺盘最低端的D点   
②摆锤释放器未置于A点            
（2）偏小
点评：本题比较新颖，要注意结合实验的原理进行分析，从而找出符合该实验的原理．
练习册系列答案
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（2012?徐汇区一模）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：

（1）在定量研究机械能守恒定律之前需要进行定性研究的实验，实验中用到图中的定位挡片，它的作用是
C
C
．（单项选择）
（A）保证小球每次从同一高度释放．
（B）保证小球每次摆到同一高度．
（C）观察受到阻挡后小球能否摆到另外一侧接近释放时的同一高度．
（D）观察受到阻挡前后小球在两侧用时是否相同．
（2）图（a）所示的实验装置中，传感器K的名称是
光电门传感器
光电门传感器
．
（3）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、丙和甲．
乙、丙和甲．
（按顺序填写相应图线所对应的文字）．
（1）某同学用DIS研究“机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，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
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
．
（2）某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系，方案如图所示．他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，如图（c）为减小这种做法带来的误差，实验中要采取的两项措施是：
a
平衡摩擦力
平衡摩擦力

b
钩码的质量远小于小车的总质量
钩码的质量远小于小车的总质量
（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
．
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：
 
．
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
 
．
（3）根据图（b）所示的实验图象，可以得出的结论是
 
．

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