Question

19．（1）如圖1所示為用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置．關(guān)于這一實驗，下列說法中正確的是D
A、打點計時器應接直流電源
B、應先釋放紙帶，后接通電源打點
C、需使用秒表測出重物下落的時間
D、測出紙帶上兩點跡間的距離，可知重物相應的下落高度
（2）在本實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，測得當?shù)氐闹亓�加速度g=9.8m/s²，測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg，實驗中得到一點跡清晰的紙帶如圖2所示，把第一點記作O，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量知道A、B、C、D到0點的距離分別為62.99cm，70.18cm，77.76cm，85.73cm，根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，可知重物由0運動到C點，重力勢能的減小量等于7.62J，動能的增加量等于7.56J．（取三位有效數(shù)字）
（3）根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點的速度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3中的C．

Answer 1

分析 正確解答本題需要掌握：理解該實驗的實驗原理，需要測量的數(shù)據(jù)等；明確打點計時器的使用；理解實驗中的注意事項以及如何進行數(shù)據(jù)處理；對于任何實驗注意從實驗原理、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．
紙帶實驗中，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，從而求出動能，根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：（1）A、打點計時器應接交流電源，故A錯誤；
B、開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會對實驗產(chǎn)生較大的誤差，故B錯誤；
C、我們可以通過打點計時器計算時間，不需要秒表，故C錯誤；
D、測出紙帶上兩點跡間的距離，可知重物相應的下落高度，故D正確．
故選：D．
（2）重力勢能減小量為：△E_p=mgh=1.0×9.8×0.7776J=7.62J．
在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，因此有：
v_C=$\frac{0.8573-0.7018}{2×0.02}$≈3.89m/s
所以動能增加量為：△E_K=$\frac{1}{2}×1×$（3.89）²J=7.56J
（3）該實驗原理為驗證$\frac{1}{2}$mv²=mgh，即驗證$\frac{1}{2}$v²=gh，以為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應是過坐標原點的傾斜直線，
故選：C．
故答案為：（1）D
（2）7.62；7.56．
（3）C

點評 對于基礎實驗要從實驗原理出發(fā)去理解，要親自動手實驗，深刻體會實驗的具體操作，不能單憑記憶去理解實驗．
驗證機械能守恒定律的實驗是�？荚囼�，要牢記實驗原理、會處理數(shù)據(jù)、明確誤差來源