Question

13．“驗證機械能守恒定律”的實驗采用重物自由下落的方法．

（1）用公式$\frac{1}{2}$mv²=mgh時，對紙帶上起點的要求是初速度為零，為此目的，所選擇的紙帶第一、二兩點間距應接近2mm．
（2）從實驗裝置看（圖1），該同學所用交流電的電壓為220伏特．
（3）根據紙帶算出相應各點的速度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2中的C．

Answer 1

分析 （1）利用運動學公式v=v₀+gt，可求得初速度為零時，第一、二兩點間距；
（2）根據電磁打點計時器與電火花打點計時器的電壓值不同，從而確定求解；
（3）根據mgh=$\frac{1}{2}$mv²，因以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，從而確定橫坐標．

解答 解：（1）用公式$\frac{1}{2}$mυ²=mgh來驗證機械能守恒定律時，對紙帶上起點的要求是重錘是從初速度為零開始，
打點計時器的打點頻率為50 Hz，打點周期為0.02 s，重物開始下落后，在第一個打點周期內重物下落的高度所以所選的紙帶最初兩點間的距離接近2mm，
h=$\frac{1}{2}$gT²=$\frac{1}{2}$×9.8×0.02² m≈2 mm．
（2）由實驗裝置可知，使用的電火花打點計時器，則交流電壓為220V．
（3）利用$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖線處理數據，如果mgh=$\frac{1}{2}$mv²那么圖線應該是過原點的直線，斜率就等于g．故C正確；
故答案為：（1）初速度為零，2mm；（2）220；�。�3）C．

點評 利用圖象問題結合數學知識處理物理數據是實驗研究常用的方法．我們更多的研究直線圖形，找出其直線的斜率和截距，并掌握電磁打點計時器與電火花打點計時器的區(qū)別．