Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的裝置來(lái)研究機(jī)械能是否守恒。輕質(zhì)細(xì)線的上端固定在O點(diǎn)，下端連接圓柱形的擺錘P，在擺錘擺動(dòng)的路徑上，固定了四個(gè)光電門A、B、C、D。實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別測(cè)出四個(gè)光電門到懸點(diǎn)O的高度差h，從某一高度釋放擺錘，利用光電門測(cè)出擺錘經(jīng)過(guò)四個(gè)光電門的速度。

（1）利用光電門測(cè)量速度時(shí)，可以測(cè)量擺錘的直徑作為_________________。若擺錘直徑的測(cè)量值比實(shí)際值偏小，則擺錘動(dòng)能的測(cè)量值比實(shí)際值_________________。

（2）該同學(xué)認(rèn)為：測(cè)得擺錘的質(zhì)量為m，可由公式Ep=-mgh計(jì)算出擺錘在A、B、C、D四個(gè)位置的重力勢(shì)能。他這樣計(jì)算重力勢(shì)能的依據(jù)是____________________________。

（3）另一同學(xué)在得到擺錘經(jīng)過(guò)四個(gè)光電門的速度v和光電門距離懸點(diǎn)O的高度差h后，作出如圖（b）所示的v2-h圖線。若擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，則該直線的斜率為_______。決定圖線與縱軸交點(diǎn)位置的因素有______________________。

Answer 1

【答案】擋光片寬度 偏小 選取經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的水平面為零勢(shì)能面 2g 擺錘釋放的高度和初速度（或機(jī)械能的總量與質(zhì)量的比值）

【解析】

（1）[1][2]．利用光電門測(cè)量速度時(shí)，由，則可以測(cè)量擺錘的直徑作為擋光片寬度。若擺錘直徑的測(cè)量值比實(shí)際值偏小，則測(cè)得的擺錘的速度偏小，則擺錘動(dòng)能的測(cè)量值比實(shí)際值偏�。�

（2）[3]．該同學(xué)認(rèn)為：測(cè)得擺錘的質(zhì)量為m，可由公式Ep=-mgh計(jì)算出擺錘在A、B、C、D四個(gè)位置的重力勢(shì)能。他這樣計(jì)算重力勢(shì)能的依據(jù)是選取經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的水平面為零勢(shì)能面；

（3）[4][5]．選取經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的水平面為零勢(shì)能面，設(shè)擺錘釋放位置距離懸點(diǎn)O的高度為H，初速度為v0；則

則

則v2-h圖線的斜率為

k=2g

圖線與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為，則決定圖線與縱軸交點(diǎn)位置的因素有擺錘釋放的高度H和初速度v0；（因

則決定圖線與縱軸交點(diǎn)位置的因素有機(jī)械能的總量與質(zhì)量的比值）.