為探究物體在下落過程中機械能是否守恒,某同學(xué)采用實驗裝置如圖甲所示.
(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械能是否守恒.(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間)
(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(h>>d);
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,v
i2)數(shù)據(jù);
H.將七組數(shù)據(jù)在v
2-h坐標(biāo)系中找到對應(yīng)的坐標(biāo)點,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式v=
.
(3)若v
2-h圖線滿足條件
,則可判斷小鐵塊在下落過程中機械能守恒.