Question

為探究物體在下落過(guò)程中機(jī)械能是否守恒，某同學(xué)采用實(shí)驗(yàn)裝置如下左圖所示。

（1）其設(shè)計(jì)方案如下：讓質(zhì)量為m的鐵塊從開(kāi)始端自由下落，開(kāi)始端至光電門的高度差為h，則此過(guò)程中小鐵塊的重力勢(shì)能的減少量為           ；測(cè)出小鐵塊通過(guò)光電門時(shí)的速度為v，則此過(guò)程小鐵塊動(dòng)能的增加量為           ；比較兩個(gè)量之間的關(guān)系就可得出此過(guò)程中機(jī)械能是否守恒，（已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度大小為g）

（2）具體操作步驟如下：

A．用天平測(cè)定小鐵塊的質(zhì)量

B．用游標(biāo)卡尺測(cè)出立方體小鐵塊的邊長(zhǎng)d；

C．用刻度尺測(cè)山電磁鐵下端到光電門的距離h（h»d）；

D．電磁鐵先通電（電源末畫出），讓小鐵塊吸在開(kāi)始端；

E．?dāng)嚅_(kāi)電源，讓小鐵塊自由下落；

F．計(jì)時(shí)裝置記錄小鐵塊經(jīng)過(guò)光電門所用時(shí)間為t，計(jì)算出相應(yīng)速度v；

G．改變光電門的位置，從復(fù)C、D、E、F等步驟，得到七組（，）數(shù)據(jù)：

H．將七組數(shù)據(jù)據(jù)在v²-h坐標(biāo)系中找到對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，擬臺(tái)得到如上右圖所示直線，

上述操作中有一步驟可以省略，你認(rèn)為是    【填步驟前的字母）；寫出計(jì)算小鐵塊經(jīng)過(guò)光電門的速度表達(dá)式v=      ．

（3）若v²-h圖線滿足條件_______        _______               __，則可判斷小鐵塊在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒．

 

Answer 1

【答案】

（1）mgh      （2）A     （3）直線斜率的值與2g在誤差允許范圍內(nèi)相等

【解析】

試題分析：（1）根據(jù) 重力做功與重力勢(shì)能變化量之間的關(guān)系，該過(guò)程重力做功為mgh，所以重力勢(shì)能減少mgh；速度從零變化到v，所以動(dòng)能的增加為；（2）本實(shí)驗(yàn)是看減少的重力勢(shì)能mgh與增加的動(dòng)能是否相等來(lái)判斷機(jī)械能是否守恒，兩表達(dá)式中都含義質(zhì)量m，所以小鐵塊的質(zhì)量不需要測(cè)量，故選A；

小鐵塊邊長(zhǎng)為d，通過(guò)光電門的時(shí)間t，所以是鐵塊經(jīng)過(guò)光電門的平均速度，因時(shí)間很短，該平均速度近視為小鐵塊通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度；（3）若v²-h圖線的斜率等于2g，則，可得：，則可判斷小鐵塊在下落過(guò)程中滿足機(jī)械能守恒。

考點(diǎn)：探究物體在下落過(guò)程中機(jī)械能是否守恒