Question

17．“驗證機械能守恒定律”的實驗可以采用如圖所示的甲或乙方案來進行．
①比較這兩種方案，甲（填“甲”或“乙”）方案好些，理由是：因為這個方案摩擦阻力小，誤差小，操作方便，所用實驗器材少．
②該實驗中得到的一條紙帶如圖丙所示，測得每兩個計數(shù)點間的距離如圖中所示，已知每兩個計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s．則物體運動的加速度a=4.8m/s²；
該紙帶是采用乙（填“甲”或“乙”）實驗方案得到的．簡要寫出判斷依據(jù)：因為物體運動的加速度比重力加速度小得多．

③是采用甲方案時得到的一條紙帶如圖丁所示，現(xiàn)選取N點來驗證機械能守恒定律．下面是幾位同學分別用不同方法計算N點的速度，其中正確的是：D
A．v_N=gnT    B．v_N=g（n-1）T   C．v_N=$\frac{{{s_n}+{s_{n+1}}}}{T}$D．v_N=$\frac{{{d_{n+1}}-{d_{n-1}}}}{2T}$．

Answer 1

分析 ①解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，能夠根據(jù)實驗裝置和實驗中需要測量的物理量進行選擇；
②紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用逐差法可以求出物體運動的加速度；
③根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出某點的瞬時速度．

解答 解：（1）機械能守恒的前提是只有重力做功，實際操作的方案中應該使摩擦力越小越好．故甲方案好一些．
（2）采用逐差法求解加速度．
x_DE-x_BC=2a₁T²，
x_CD-x_AB=2a₂T²，
a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）=4.8 m/s²
因a遠小于g，故為斜面上小車下滑的加速度．所以該紙帶采用圖乙所示的實驗方案．
（3）根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出某點的瞬時速度，可以求出N點的速度為：
 v_N=$\frac{{s}_{n}+{s}_{n+1}}{2T}$=$\frac{{{d_{n+1}}-{d_{n-1}}}}{2T}$，故ABC錯誤，D正確．
故選：D．
故答案為：（1）甲；因為這個方案摩擦阻力小，誤差小，操作方便，所用實驗器材少
（2）4.8 m/s²，乙；因為物體運動的加速度比重力加速度小得多
（3）D

點評 書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚，同時我們要加強物理基本規(guī)律在實驗中的應用．要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應用．