◎ 题目

为探究物体在下落过程中机械能是否守恒，某同学采用实验装置如图甲所示． （1）其设计方案如下：让质量为m的立方体小铁块从开始端自由下落，开始端至光电门的高度差为h，则此过程中小铁块重力势能的减少量为______；测出小铁块通过光电门时的速度v，则此过程中小铁块动能增加量为______；比较这两个量之间的关系就可得出此过程中机械能是否守恒．（已知当地重力加速度大小为g） （2）具体操作步骤如下： A．用天平测定小铁块的质量m； B．用游标卡尺测出立方体小铁块的边长d； C．用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h（h＞＞d）； D．电磁铁先通电（电源未画出），让小铁块吸在开始端； E．断开电源，让小铁块自由下落； F．计时装置记录小铁块经过光电门所用时间为t，计算出相应速度v； G．改变光电门的位置，重复C、D、E、F等步骤，得到七组（hi，vi2）数据； H．将七组数据在v2-h坐标系中找到对应的坐标点，拟合得到如图乙所示直线． 上述操作中有一步骤可以省略，你认为是______（填步骤前的字母）；计算小铁块经过光电门的速度表达式v=______． （3）若v2-h图线满足条件______，则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒．

◎ 答案

（1）重力势能减小量△Ep=mgh 由于静止释放重物 所以小铁块动能增加量为 1 2 mv2． （2）因为我们是比较mgh、 1 2 mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平．故A没有必要 因为光电门的宽度d很小，所以物块经过光电门的速度可以表示为 d t ． （3）利用v2-h图线处理数据，如果mgh= 1 2 mv2那么v2-h图线的斜率就等于2g． 所以若v2-h图线满足条件计算出直线斜率的值与2g的比较，在误差允许的范围内二者相等，则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒． 故答案为：（1）mgh， 1 2 mv2． （2）A， d t （3）计算出直线斜率的值与2g的比较，在误差允许的范围内二者相等

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“为探究物体在下落过程中机械能是否守恒，某同学采用实验装置如图甲所示．（1）其设计方案如下：让质量为m的立方体小铁块从开始端自由下落，开始端至光电门的高度差为h，则此过程…”主要考查了你对  【实验：验证机械能守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。