Question

12．利用下圖所示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h．某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案：
A．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t．通過v=gt計算出瞬時速度v．
B．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=$\sqrt{2gh}$計算出瞬時速度v．
C．根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過h=$\frac{v^2}{2g}$計算出高度h．
D．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v．
（1）以上方案中只有一種正確，正確的是D．（填入相應的字母）
（2）本實驗計算出重力勢能的減小為△E_P，對應動能的增加為△E_k，由于不可避免地存在阻力，應該是△E_P略大于△E_k（填“等于”、“略大于”、“略小于”）

Answer 1

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．
該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗．因為我們知道自由落體運動只受重力，機械能就守恒．如果把重物看成自由落體運動，再運用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗證呢．

解答 解：（1）該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗．因為我們知道自由落體運動只受重力，機械能就守恒．如果把重物看成自由落體運動，再運用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗證呢．
其中ABC三項都是運用了自由落體的運動規(guī)律求解的，故ABC錯誤，D正確．
故選：D．
（2）物體下落過程中存在阻力，重力勢能沒有全部轉化為動能，因此重力勢能的減少量△Ep略大于動能的增加量為△E_K．
故答案為：（1）D；（2）略大于．

點評 我們做驗證實驗、探究實驗過程中，不能用驗證的物理規(guī)律和探究的物理結論去求解問題．
紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度，從而求出動能．