Question

19．利用如圖所示裝置進(jìn)行驗證機(jī)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．．
（1）實驗中給打點計時器提供的電源如下，應(yīng)選擇C
A．4節(jié)干電池
B．3節(jié)蓄電池
C．學(xué)生電源，輸出適當(dāng)?shù)慕涣麟妷?br />D．學(xué)生電源，輸出適當(dāng)?shù)闹绷麟妷?br />（2）某班同學(xué)利用實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案，其中正確的是D
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(jù)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(jù)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
（3）此實驗中，若由于打點計時器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶穿過時受到較大阻力，這樣物體減少的重力勢能mgh與增加的動能$\frac{1}{2}$mv²之間的關(guān)系是A
A．mgh＞$\frac{1}{2}$mv² B．mgh＜$\frac{1}{2}$mv²       C．mgh=$\frac{1}{2}$mv² D．無法確定．

Answer 1

分析 （1）電火花打點計時器使用交流電源，不能用直流電源．
（2）實驗中根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出某點的速度，從而得出動能的增加量，根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量，通過比較動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等進(jìn)行驗證．
（3）根據(jù)能量守恒，抓住摩擦產(chǎn)生內(nèi)能分析重力勢能的減小量和動能增加量之間的關(guān)系．

解答 解：（1）圖中適用電火花打點計時器，應(yīng)選擇220V的交流電源，不能用干電池和蓄電池，故選：C．
（2）AB、實驗中不能通過v=gt、v=$\sqrt{2gh}$求解瞬時速度，否則就是默認(rèn)機(jī)械能守恒，用機(jī)械能守恒驗證機(jī)械能守恒，失去驗證的意義，故AB錯誤．
C、下降的高度用刻度尺測出，不是通過h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$計算，故C錯誤．
D、用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)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，故D正確．
故選：D．
（3）實驗中，若由于打點計時器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶穿過時受到較大阻力，使得一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則mgh$＞\frac{1}{2}m{v}^{2}$，故選：A．
故答案為：（1）C，（2）D，（3）A．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理以及注意事項，知道實驗誤差的來源，對于瞬時速度的求解，注意不能通過v=gt、v=$\sqrt{2gh}$進(jìn)行求解，否則就是用機(jī)械能守恒驗證機(jī)械能守恒．