Question

在“用DIS研究机械能守恒定律”时，将如图1所示的实验装置中的光电门传感器接入数据采集器，实验中A、B、C、D四点高度分别为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认，不必输入。

（1）(3分)某同学要测定摆锤在D点的机械能E_D，将光电门安放在D点，点击“开始记录”，同时让摆锤在图1所示位置由静止释放，计算机将摆锤的速度自动记录在表格的对应处，如图2所示。由此测得的E_D________（填“正确”“偏大”“偏小”），理由是_______________________________。

（2）（3分）实验获得的图象如图3所示。横轴表示摆锤距D点的高度h，纵轴表示摆锤的能量（重力势能E_p、动能E_k或机械能E），以下判断正确的是（    ）   

（A）摆锤在A点速度不为零

（B）图象记录的最大重力势能约为1.53×10^-2J

（C）乙图线与丙图线的纵坐标数值之和为一常数，表明机械能守恒

（D）甲图线表明摆锤摆动时只受重力的作用

 

Answer 1

(1)（3分）偏小（1分）， 已默认D点为零势点，其机械能等于最大动能，应在A点释放，现释放点低于A点，所以测得的E_D偏小（2分）。

(2) （3分）A，C

由图象3可得甲为机械能E、乙为重力势能E_p、丙为动能E_k，摆锤在A点有动能，则速度不为零，A正确；图象记录的最大重力势能约为1.10×10^-2J，B错误；乙图线与丙图线的纵坐标数值之和为一常数，表明机械能守恒，C正确；图线表明摆锤摆动时表示机械能守恒，并不表明只受重力的作用，D错误。

 

解析:(1)（3分）偏小（1分）， 已默认D点为零势点，其机械能等于最大动能，应在A点释放，现释放点低于A点，所以测得的E_D偏小（2分）。

(2) （3分）A，C

由图象3可得甲为机械能E、乙为重力势能E_p、丙为动能E_k，摆锤在A点有动能，则速度不为零，A正确；图象记录的最大重力势能约为1.10×10^-2J，B错误；乙图线与丙图线的纵坐标数值之和为一常数，表明机械能守恒，C正确；图线表明摆锤摆动时表示机械能守恒，并不表明只受重力的作用，D错误。