Question

13．“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)采用重物自由下落的方法．

（1）用公式$\frac{1}{2}$mv²=mgh時(shí)，對紙帶上起點(diǎn)的要求是初速度為零，為此目的，所選擇的紙帶第一、二兩點(diǎn)間距應(yīng)接近2mm．
（2）從實(shí)驗(yàn)裝置看（圖1），該同學(xué)所用交流電的電壓為220伏特．
（3）根據(jù)紙帶算出相應(yīng)各點(diǎn)的速度v，量出下落距離h，則以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線是圖2中的C．

Answer 1

分析 （1）利用運(yùn)動學(xué)公式v=v₀+gt，可求得初速度為零時(shí)，第一、二兩點(diǎn)間距；
（2）根據(jù)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電壓值不同，從而確定求解；
（3）根據(jù)mgh=$\frac{1}{2}$mv²，因以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，從而確定橫坐標(biāo)．

解答 解：（1）用公式$\frac{1}{2}$mυ²=mgh來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，對紙帶上起點(diǎn)的要求是重錘是從初速度為零開始，
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50 Hz，打點(diǎn)周期為0.02 s，重物開始下落后，在第一個(gè)打點(diǎn)周期內(nèi)重物下落的高度所以所選的紙帶最初兩點(diǎn)間的距離接近2mm，
h=$\frac{1}{2}$gT²=$\frac{1}{2}$×9.8×0.02² m≈2 mm．
（2）由實(shí)驗(yàn)裝置可知，使用的電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，則交流電壓為220V．
（3）利用$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖線處理數(shù)據(jù)，如果mgh=$\frac{1}{2}$mv²那么圖線應(yīng)該是過原點(diǎn)的直線，斜率就等于g．故C正確；
故答案為：（1）初速度為零，2mm；（2）220；　（3）C．

點(diǎn)評 利用圖象問題結(jié)合數(shù)學(xué)知識處理物理數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)研究常用的方法．我們更多的研究直線圖形，找出其直線的斜率和截距，并掌握電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的區(qū)別．