Question

在《驗證機械能守恒定律》的實驗中采用重物自由下落的方法：
（1）為進行“驗證機械能守恒定律”的實驗，有下列器材可供選用：鐵架臺，打點計時器，復寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導線，電鍵，天平．其中不必要的器材有：

秒表、低壓直流電源、天平．

；缺少的器材是

低壓交流電源、重錘、刻度尺．

．
（2）下列實驗步驟操作合理的順序排列是

AEBDCF

（填寫步驟前面的字母）
A．將打點計時器豎直安裝在鐵架臺上；
B．接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落；
C．選擇一條合適的紙帶，用刻度尺測出物體下落的高度h₁、h₂、h₃…h(huán)_n，計算出對應的瞬時速度v₁、v₂、v₃…v_n；
D．關閉電源，取下紙帶，更換新紙帶重新做實驗；
E．將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點計時器，用手提住紙帶，使重錘靠近打點計時器；
F．分別計算出

1

2

m

v

2 n

和mgh_n，在實驗誤差范圍內看二者是否相等；
（3）在驗證機械能守恒定律時，如果以

v2

2

為縱軸，以h為橫軸，如果實驗操作正確，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線應是

通過原點的直線

，才能驗證機械能守恒定律，其斜率等于

g

的數(shù)值．

Answer 1

分析：（1）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．
（2）通過組裝器材、進行實驗和數(shù)據(jù)處理的順序對實驗的步驟進行排序．
（3）根據(jù)機械能守恒定律得出

v2

2

-h的關系式，從而確定圖線的形狀．根據(jù)關系式得出圖線斜率的物理意義．

解答：解：（1）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，打點計時器需要的是交流電源，因此低壓直流電源不需要，缺少低壓交流電源，由于驗證機械能公式中可以把物體質量約掉，因此不需要天平，同時實驗中缺少刻度尺．
（2）實驗中先組裝器材，再進行實驗，最后進行數(shù)據(jù)處理，所以實驗的步驟順序為AEBDCF．
（3）根據(jù)機械能守恒定律得，mgh=

1

2

mv2，解得

1

2

v2=gh，知

v2

2

與h成正比，圖線為過原點的直線．圖線的斜率表示重力加速度g．
故答案為：（1）不必要的器材有：秒表、低壓直流電源、天平．
缺少的器材是：低壓交流電源、重錘、刻度尺．
（2）AEBDCF 
（3）通過原點的直線，g．

點評：正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，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．