Question

學生實驗“用DIS研究機械能守恒定律”的裝置如圖（a）所示，某組同學在一次實驗中，選擇DIS以圖象方式顯示實驗的結果，所顯示的圖象如圖（b）所示．圖象的橫軸表示小球距D點的高度h，縱軸表示擺球的重力勢能E_P、動能E_k或機械能E．試回答下列問題：

（1）在定量研究機械能守恒定律之前需要進行定性研究的實驗，實驗中用到圖中的定位擋片，它的作用是    ．（單項選擇）
（A）保證小球每次從同一高度釋放．
（B）保證小球每次擺到同一高度．
（C）觀察受到阻擋后小球能否擺到另外一側接近釋放時的同一高度．
（D）觀察受到阻擋前后小球在兩側用時是否相同．
（2）圖（a）所示的實驗裝置中，傳感器K的名稱是    ．
（3）圖（b）的圖象中，表示小球的重力勢能E_P、動能E_k、機械能E隨小球距D點的高度h變化關系的圖線分別是    （按順序填寫相應圖線所對應的文字）．

Answer 1

【答案】分析：根據小球向上擺動過程中，重力做負功，高度h增大，由E_P=mgh增大，動能減小，而重力勢能和動能的總量即機械能不變來選擇圖線．小球擺動過程受到拉力和重力，拉力不做功，只有重力做功，在這個條件下得出結論：只有重力做功的情況下小球機械能守恒．
解答：解：（1）在定量研究機械能守恒定律之前需要進行定性研究的實驗，實驗中用到圖中的定位擋片，它的作用是觀察受到阻擋后小球能否擺到另外一側接近釋放時的同一高度．
故選C．
（2）實驗中用DIS測出的應為小球在各點時的動能，故傳感器K的名稱是光電門傳感器．
（3）小球高度下降，故小球的重力勢能應減小，動能增大，但總機械能不變，故乙圖表示重力勢能的變化； 丙圖表示動能的變化，甲圖表示機械能的變化；    
故答案為：（1）C
（2）光電門傳感器
（3）乙、丙和甲．
點評：本題比較新穎，要注意結合實驗的原理進行分析，從而找出符合該實驗的原理．