Question

7．“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗可以采用如圖1所示的甲或乙方案來進(jìn)行．

（1）比較這兩種方案，甲（選填“甲”或“乙”）實驗方案好些；
（2）如圖2是該實驗中得到的一條紙帶，測得每兩個計數(shù)點間的距離如圖2中所示，已知每兩個計數(shù)點之間的時間間隔T=0.1s．物體運(yùn)動的加速度a=4.83m/s²（運(yùn)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；該紙帶是采用乙（選填“甲”或“乙”）實驗方案得到的．
 （3）某同學(xué)利用甲方案實驗的數(shù)據(jù)畫出重錘的速度v²與下落高度h的圖線如圖3所示，圖線的斜率應(yīng)近似等于A．
A.19.6    B.9.80     C.4.90
圖線未過原點O的原因是開始時，物體已經(jīng)具有了動能．

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(jìn)行選擇；
（2）紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點間距，利用逐差法可以求出物體運(yùn)動的加速度；
（3）根據(jù)機(jī)械能守恒有$\frac{1}{2}$v²=mgh，因此在以$\frac{1}{2}$v²為縱軸，以h為橫軸的圖線中，斜率表示重力加速度，圖線不過原點，說明開始時，物體已經(jīng)具有了動能

解答 解：（1）機(jī)械能守恒的前提是只有重力做功，實際操作的方案中應(yīng)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．
x₄-x₂=2a₁T²，
x₃-x₁=2a₂T²，
a=$\frac{{x}_{4}+{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{4{T}^{2}}$=4.83 m/s²
因a遠(yuǎn)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)機(jī)械能守恒有v²=2gh，因此在以v²為縱軸，以h為橫軸的圖線中，斜率表示重力加速度的兩倍，k=2g=19.6，故選：A
圖線不過原點，說明開始時，物體已經(jīng)具有了動能．
故答案為：（1）甲；（2）4.83 m/s²；乙；（3）A；開始時，物體已經(jīng)具有了動能

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(qiáng)物理基本規(guī)律在實驗中的應(yīng)用．