Question

為探究物體在下落過程中機(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的鐵塊從開始端自由下落，開始端至光電門的高度差為h，則此過程中小鐵塊的重力勢能的減少量為          ；測出小鐵塊通過光電門時(shí)的速度為v，則此過程小鐵塊動能的增加量為          ；比較兩個(gè)量之間的關(guān)系就可得出此過程中機(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．用天平測定小鐵塊的質(zhì)量
B．用游標(biāo)卡尺測出立方體小鐵塊的邊長d；
C．用刻度尺測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），讓小鐵塊吸在開始端；
E．?dāng)嚅_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)系中找到對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，擬臺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程中機(jī)械能守恒．

Answer 1

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

試題分析：（1）根據(jù) 重力做功與重力勢能變化量之間的關(guān)系，該過程重力做功為mgh，所以重力勢能減少mgh；速度從零變化到v，所以動能的增加為；（2）本實(shí)驗(yàn)是看減少的重力勢能mgh與增加的動能是否相等來判斷機(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)量不需要測量，故選A；
小鐵塊邊長為d，通過光電門的時(shí)間t，所以是鐵塊經(jīng)過光電門的平均速度，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程中滿足機(jī)械能守恒。