Question

11．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，若以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖線應(yīng)是什么形狀才能驗證機械能守恒定律？
答過原點的傾斜直線；
圖線的斜率表示什么？
答重力加速度；
在此實驗中，有可供選擇的器材：鐵架臺，打點計時器，復(fù)寫紙，紙帶，天平，秒表，導(dǎo)線，其中不必要的器材是天平、秒表，還缺少的器材是刻度尺、重錘、低壓交流電源．

Answer 1

分析 根據(jù)機械能守恒定律寫出機械能守恒的表達式，從而得出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h的關(guān)系，得出圖象的性質(zhì)以及圖象的斜率，通過實驗的原理出發(fā)，確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材，以及不必要的器材．

解答 解：在驗證機械能守恒定律的實驗中，有mgh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，則$\frac{{v}^{2}}{2}=gh$，g是常數(shù)，所以圖線為過原點的傾斜直線，圖線的斜率等于g，即重力加速度．
該實驗中，要有做自由落體運動的物體重錘，通過打點計時器來記錄物體運動時間，不需要秒表，
因為我們是比較mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關(guān)系，故m可約去，不需要用天平．
所以不必要的器材是天平、秒表．
打點計時器需要交流電源，因此缺少低壓交流電源，同時需要刻度尺測量計數(shù)點的距離．
所以缺少的器材是：重錘、低壓交流電源、刻度尺
故答案為：過原點的傾斜直線；重力加速度；天平、秒表；刻度尺、重錘、低壓交流電源．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握機械能守恒定律的表達式，會根據(jù)機械能守恒推導(dǎo)$\frac{{v}^{2}}{2}$-h的關(guān)系，明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所需實驗器材、所測數(shù)據(jù)等，會起到事半功倍的效果．