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)驗裝置如圖甲所示．
（1）其設(shè)計方案如下：讓質(zhì)量為m的立方體小鐵塊從開始端自由下落，開始端至光電門的高度差為h，則此過程中小鐵塊重力勢能的減少量為　　　　；測出小鐵塊通過光電門時的速度v，則此過程中小鐵塊動能增加量為      ；比較這兩個量之間的關(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m；
B．用游標(biāo)卡尺測出立方體小鐵塊的邊長d；
C．用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離h（）；
D．電磁鐵先通電（電源未畫出），讓小鐵塊吸在開始端；
E．?dāng)嚅_電源，讓小鐵塊自由下落；
F．計時裝置記錄小鐵塊經(jīng)過光電門所用時間為t，計算出相應(yīng)速度v；
G．改變光電門的位置，重復(fù)C、D、E、F等步驟，得到七組（h_i，）數(shù)據(jù)；
H．將七組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中找到對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，擬合得到如圖乙所示直線．
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）；計算小鐵塊經(jīng)過光電門的速度表達(dá)式v=        ．

（3）若圖線滿足條件                               ，則可判斷小鐵塊在下落過程中機(jī)械能守恒．

Answer 1

（1）； 
（2）A ；
（3）計算出直線斜率的值與2g的比較，在誤差允許的范圍內(nèi)二者相等。

解析考點(diǎn)：驗證機(jī)械能守恒定律．
分析：解決實(shí)驗問題首先要掌握該實(shí)驗原理，了解實(shí)驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
根據(jù)重力勢能和動能的定義求出對應(yīng)的物理量．
知道光電門測量瞬時速度的原理．
利用v²-h圖線處理數(shù)據(jù)，如果mgh= mv²那么v²-h圖線的斜率就等于2g．
解：（1）重力勢能減小量△E_p=mgh
由于靜止釋放重物
所以小鐵塊動能增加量為mv²．
（2）因為我們是比較mgh、mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．故A沒有必要
因為光電門的寬度d很小，所以物塊經(jīng)過光電門的速度可以表示為．
（3）利用v²-h圖線處理數(shù)據(jù)，如果mgh=mv²那么v²-h圖線的斜率就等于2g．
所以若v²-h圖線滿足條件計算出直線斜率的值與2g的比較，在誤差允許的范圍內(nèi)二者相等，則可判斷小鐵塊在下落過程中機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）mgh，mv²．
（2）A，
（3）計算出直線斜率的值與2g的比較，在誤差允許的范圍內(nèi)二者相等