Question

“用数字化实验设备研究机械能守恒定律”的装置如图甲所示，在某次实验中，选择图象方式显示实验结果，所显示的图象如图乙所示．图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能E_p动能E_k和机械能E．请回答下列问题：
（1）图乙中，表示小球的重力势能E_p随高度h变化关系的图线是

乙

，表示动能E_k随高度h变化关系的图线是

丙

，表示机械能E随高度h变化关系的图线是

甲

．
（2）根据图乙所示图象，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

．

Answer 1

分析：利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法．
通过物理规律找出两个物理变量之间的关系，再结合数学知识解决问题．

解答：解：（1）根据重力势能的定义得：
E_p=mgh
所以小球的重力势能E_p与高度h成正比，即选乙图．
根据动能定理得：
E_k=E_k0-mgh，所以选丙图．
机械能E随高度h变化应该几乎不变，即选甲图．
（2）根据图乙所示图象，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．
故答案为：（1）乙、丙、甲
（2）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：对于物理量线性关系图象的应用我们要从两方面：1、从物理角度找出两变量之间的关系式2、从数学角度找出图象的截距和斜率，两方面结合解决问题．