Question

18．用DIS研究機械能守恒定律．將實驗裝置中的光電門傳感器接入數(shù)據(jù)采集器，測定擺錘在某一位置的瞬時速度，從而求得擺錘在該位置的動能，同時輸入擺錘的高度，求得擺錘在該位置的重力勢能，進而研究勢能和動能轉(zhuǎn)化時的規(guī)律．實驗中A、B、C、D四點高度為0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由計算機默認，不必輸入．現(xiàn)某位同學(xué)要測定擺錘在D點的瞬時速度．其實驗裝置如圖（1）所示，接著他點擊“開始記錄”，同時讓擺錘從圖中所示位置釋放，計算機將擺錘通過光電門傳感器的速度自動記錄在表格的對應(yīng)處，如圖（2）
（1）在圖1中該同學(xué)實驗的兩處錯誤分別是①光電門傳感器未放在標尺盤最低端的D點②擺錘釋放器未置于A點．
（2）圖2中計算機記錄的數(shù)據(jù)與真實值相比將偏小（填“偏大”、“偏小”或“仍準確”）
（3）如圖，在上述用DIS研究機械能守恒定律實驗中不必測定的物理量是AB
（A）擺錘的質(zhì)量
（B）擺錘從下落到最低位置的時間
（C）光電門距運動的最低位置的高度
（D）每次擺錘經(jīng)過光電門時的速度．

Answer 1

分析 根據(jù)小球向下擺動過程中，重力做正功，高度h減小，由E_P=mgh減小，動能增大，而重力勢能和動能的總量即機械能不變來求解．
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(jié)論：只有重力做功的情況下小球機械能守恒．

解答 解：（1）請指出該同學(xué)實驗中的錯誤之處：①光電門傳感器未放在標尺盤最低端的D點；②擺錘釋放器未置于A點．
（2）由于擺錘釋放器未置于A點，所以得到的動能與真實值相比將偏�。�
（3）A、根據(jù)動能與重力勢能表達式均有質(zhì)量，因此可以相互抵消，故A不必測定；
B、只求擺錘到達某一位置的瞬時速度，不需要測量從下落到最低位置的時間，故B不必測定，C必須測定；
C、只有知道光電門距運動的最低位置的高度，才能算出重力熱能的變化量，故C必須測定，
故答案為：（1）①光電門傳感器未放在標尺盤最低端的D點；②擺錘釋放器未置于A點；（2）偏�。唬�3）AB．

點評 本題比較新穎，要注意結(jié)合實驗的原理進行分析，從而找出符合該實驗的原理．