Question

【題目】在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，利用重物拖著紙帶自由下落通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

(1)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是_______。

A.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源再釋放紙帶

B.實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔要在同一豎直線上

C.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、天平和刻度尺是本實(shí)驗(yàn)中必須使用的測(cè)量?jī)x器

D.實(shí)驗(yàn)中重物的質(zhì)量大小不影響實(shí)驗(yàn)誤差

(2)正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從打出的紙帶中選出符合要求紙帶，如圖所示。圖中O點(diǎn)為打點(diǎn)起始點(diǎn)，且速度為零。選取紙帶上打出的連續(xù)點(diǎn)，標(biāo)上A、B、C……測(cè)得其中E、F、G點(diǎn)距打點(diǎn)起始點(diǎn)O的距離分別為h1、h2、h3。已知重物的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T。為驗(yàn)證此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒，需要計(jì)算出從打下O點(diǎn)到打下F點(diǎn)的過(guò)程中，重物重力勢(shì)能減少量Ep=____，動(dòng)能增加量Ek=______。（用題中所給字母表示）

(3)利用該裝置還可以測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度，某同學(xué)的做法是以各點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h為橫坐標(biāo)，以各點(diǎn)速度的平方v2為縱坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制出v2-h圖像，如圖所示。由v2-h圖像求得的當(dāng)?shù)刂亓�加速�?/span>g=_______m/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】AB mgh2 9.67（9.57~9.78之間均可，但有效數(shù)字位數(shù)要正確）

【解析】

(1)[1]A．為了充分利用紙帶，應(yīng)先接通電源后釋放紙帶，故A正確；

B．為了減小誤差，紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔要在同一豎直線上，故B正確；

C．根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式，兩邊的質(zhì)量可以抵消，故可知不需要測(cè)量質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；

D．為了減小阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，在實(shí)驗(yàn)時(shí)一般選擇體積小質(zhì)量大的實(shí)心金屬球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故D錯(cuò)誤。

故選D。

(2)[2]從打下O點(diǎn)到打下F點(diǎn)的過(guò)程中，下降的高度為，故重力勢(shì)能減少量為

[3]根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可知F點(diǎn)的速度為

故動(dòng)能增加量為

(3)[4]根據(jù)

得

所以圖線的斜率為2g，即

解得g=9.67m/s2