Question

（2010?青浦區(qū)一模）如圖所示是在“用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，完成下列有關(guān)問題：
（1）本實(shí)驗(yàn)中，采用的傳感器是

光電門

（填寫傳感器名）．
（2）本實(shí)驗(yàn)中，先選取零勢(shì)能面再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則零勢(shì)能面位置的選取對(duì)驗(yàn)證擺錘動(dòng)能與重力勢(shì)能之和為常數(shù)

無

影響（選填“有”或“無”）．
（3）每次都準(zhǔn)確從同一位置靜止釋放擺錘，改變傳感器安裝的高度，以同一零勢(shì)能面測(cè)得四個(gè)不同位置的重力勢(shì)能和動(dòng)能數(shù)據(jù)．

動(dòng)能（×10-2J）	重力勢(shì)能（×10-2 J）	機(jī)械能（×10-2 J）
0.00	7.50	7.50
2.46	5.00	7.46
4.91	2.50	7.41
7.34	0.00	7.34

分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，動(dòng)能與勢(shì)能之和（機(jī)械能）隨測(cè)量位置的不同而不斷減小，其可能的原因是：

擺錘在擺動(dòng)過程中存在一定的阻力

．

Answer 1

分析：（1）通過光電門來測(cè)出經(jīng)過的時(shí)間，及光電門的寬度，根據(jù)v=

d

t

來測(cè)出速度，從而求出動(dòng)能．并量出從靜止到光電門的高度，算出重力勢(shì)能，從而驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．
（2）零勢(shì)能面位置的選取，對(duì)驗(yàn)證擺錘動(dòng)能與重力勢(shì)能之和為常數(shù)無影響，但必須要有零勢(shì)能的位置，這樣重力勢(shì)能才有意義．
（3）從表格可知，機(jī)械能的值在減小，說明存在除重力以外的力做功，即摩擦阻力做功．

解答：解：（1）本實(shí)驗(yàn)，采用光電門傳感器來測(cè)量瞬時(shí)速度，通過v=

d

t

來測(cè)出速度，從而求出動(dòng)能．
（2）先選取零勢(shì)能面再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣不同位置的重力勢(shì)能才有確定的值，而擺錘動(dòng)能與重力勢(shì)能之和值與零勢(shì)能的位置有關(guān)，但不論零勢(shì)能的位置在何處，動(dòng)能與重力勢(shì)能的之和卻始終為常數(shù)，不過常數(shù)值不同而已．
（3）根據(jù)表格的數(shù)據(jù)，可得機(jī)械能的值在減小，則說明存在除重力以外的力做功，即摩擦阻力做功．
故答案為：（1）光電門； （2）無；  （3）擺錘在擺動(dòng)過程中存在一定的阻力

點(diǎn)評(píng)：考查如何通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，巧用光電門來簡(jiǎn)便測(cè)量瞬時(shí)速度，同時(shí)注意在實(shí)驗(yàn)中盡量減小阻力的影響．