Question

“用DIS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四点高度分别为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认），求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能与动能转化时的规律．
（1）实验时，把

 

点作为零势能点．
（2）若实验测得D点的机械能明显偏小，造成该误差的原因可能是

 

（A）摆锤在运动中受到空气阻力的影响
（B）光电门放在D点的右侧
（C）光电门放在D点的左侧
（D）摆锤在A点释放时有初速度．

Answer 1

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，便于运算．
（2）若实验测得D点的机械能明显偏大，说明重锤不是由静止释放的，开始时的机械能不仅仅是重力势能．

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，将把光电门传感器放在标尺盘最低端的D点，测出重锤速度，可以进行机械能守恒的验证．所以D正确；
（2）A、若摆锤在运动中受到空气阻力的影响，会出现机械能偏小，但不会明显偏小，故A错误；
B、若光电门放在D点的右侧，因重力势能与动能之和即为机械能，因此机械能明显偏小，故B正确；
C、若光电门放在D点的左侧，因重力势能与动能之和即为机械能，因此机械能明显偏大，故C错误；
D、摆锤在A点释放时有初速度，则会导致机械能偏大，故D错误．
故选：（1）D；（2）B．

点评：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．