Question

用重錘自由下落驗證機械能守恒定律的實驗
（1）本實驗中，除鐵架臺、鐵夾、學生電源、紙帶和重物外，還需選用下述儀器中的哪幾種？______
A．秒表  B．刻度尺  C．天平  D．打點計時器
（2）某同學在進行“驗證機械能守恒定律”實驗時，獲得了數(shù)條紙帶，則正確的是______
A．必須挑選第一、二兩點間的距離接近2mm的紙帶進行測量
B．在紙帶上選取點跡清楚的、方便測量的某點作計數(shù)點的始點
C．用刻度尺量出各計數(shù)點到開始大的第一個點跡之間的距離，得出重物下落相應高度h₁．h₂．h₃．…h(huán)_n．
D．用公式v_v=（h_n+1-h_n-1）/2T，計算出各計數(shù)點對應的重物的瞬時速度
（3）如圖，是用自由落體驗證機械能守恒定律實驗中得到的一條紙帶，我們選中第N點來驗證機械能守恒定律，下面舉出一些計算N點速度的方法，其中正確的是______
A．N點是第n個點，則v_n=gnT
B．N點是第n個點，則v_n=g（n-1）T
C．v_n=（s_n+s_n+1）/2T
D．v_n=（d_n+1-d_n-1）/2T
（4）在利用重錘自由落下，驗證機械能守恒定律的實驗中，在起始點初速度為零的紙帶測量時，產(chǎn)生誤差的主要原因是______
A．重錘下落的實際高度大于測量值
B．重錘下落的實際高度小于測量值
C．重錘實際末速度v大于gt（g為重力加速度，t為下落時間）
D．重錘實際末速度v小于gt．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)驗證機械能守恒定律的原理及實驗方法可知需要的器材；
（2）選擇紙帶時要選擇點跡清晰的，并非要求第一個點的速度為零；求某一點速度時利用勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求；
（3）該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗，不能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，那么就不需要驗證了，求速度時我們是利用勻變速直線運動的規(guī)律即勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度；
（4）驗證機械能守恒定律的實驗中產(chǎn)生誤差的主要原因是：存在空氣阻力或者限位孔和紙帶之間存在摩擦．
解答：解：（1）A、實驗中由打點計時器測量時間，不再需要秒表，A錯誤；
B、在用自由落體“驗證機械能守恒定律”時，我們是利用自由下落的物體帶動紙帶運動，通過打點計時器在紙帶上打出的點求得動能及變化的勢能，在求動能時需要測量兩點間的長度求出平均速度，故需要用的刻度尺，B正確；
C、在數(shù)據(jù)處理中物體的質量可以消去，故不需要測物體的質量，故不用天平，C錯誤；
D、該實驗是通過打點計時器在紙帶上打出的點來研究物體動能和勢能變化的，故D正確．
故選BD．
（2）A、所選紙帶并非一定要求打第一個速度為零，即并非要求第一、二兩點間的距離接近2mm，故A錯誤；
B、為了便于測量和減小誤差，在紙帶上選取點跡清楚的、方便測量的某點作計數(shù)點的始點，故B正確；
C、在測量時可以測量各個計數(shù)點之間的距離，也可以測量各個計數(shù)點與第一個點之間的距離，故C正確；
D、利用中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求某點的瞬時速度，故D正確．
故選BCD．
（3）該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗，不能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，那么就不需要驗證了，A、B都是利用了自由落體運動規(guī)律求速度的，故AB錯誤；
求速度時我們是利用勻變速直線運動的規(guī)律即勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，故CD正確．
故選CD．     
（4）驗證機械能守恒定律的實驗中產(chǎn)生誤差的主要原因是：存在空氣阻力或者限位孔和紙帶之間存在摩擦，故ABC錯誤，D正確．
故選D．
點評：解答實驗問題的關鍵是正確理解實驗原理和實驗方法，正確利用所學物理規(guī)律解決實驗問題．