Question

15．（1）為進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，有下列器材可供選擇：鐵架臺(tái)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器以及紙帶、低壓直流電源、天平、刻度尺、導(dǎo)線，其中不必要的器材是低壓直流電源、天平；缺少的器材是低壓交流電源．
（2）如圖是該實(shí)驗(yàn)中得到的一條較理想的紙帶，O點(diǎn)是打上去的第1個(gè)點(diǎn)，有關(guān)長(zhǎng)度在圖中已標(biāo)明．選取N點(diǎn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下面列舉的計(jì)算打N點(diǎn)時(shí)重錘速度的計(jì)算方法正確的是CD

A．v_N=$\frac{{{s_n}+{s_{n+1}}}}{{2{T^2}}}$B．v_N=$\frac{{{d_{n+1}}-{d_{n-1}}}}{4T}$  C．v_N=$\frac{{{s_n}+{s_{n+1}}}}{2T}$D．v_N=$\frac{{{d_{n+1}}-{d_{n-1}}}}{2T}$
（3）該實(shí)驗(yàn)中，如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以h為橫軸，據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出$\frac{{v}^{2}}{2h}$圖線應(yīng)是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，圖線的斜率表示g．

Answer 1

分析 書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚．
該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，不能把重物看成自由落體運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗(yàn)證了，求速度時(shí)我們是利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律即勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度；
利用v²-h圖線處理數(shù)據(jù)，如果mgh=$\frac{1}{2}$mv²，那么$\frac{1}{2}$v²-h圖線的斜率就等于g．

解答 解：（1）其中不必要的器材是：低壓直流電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的低壓交流電源．
天平，因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．
缺少的是：低壓交流電源．
（2）AB、該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，不能把重物看成自由落體運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗(yàn)證了，AB選項(xiàng)都是利用了自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律求速度的，故AB錯(cuò)誤；
CD、根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過(guò)程中的平均速度大小可以求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，可以求出N點(diǎn)的速度為：v_N=$\frac{{{s_n}+{s_{n+1}}}}{2T}$，或v_N=$\frac{{{d_{n+1}}-{d_{n-1}}}}{2T}$，故CD正確．
（3）利用v²-h圖線處理數(shù)據(jù)，如果mgh=$\frac{1}{2}$mv²，那么$\frac{1}{2}$v²-h圖線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，圖線的斜率為重力加速度g．
故答案為：（1）低壓直流電源、天平；低壓交流電源；（2）CD；（3）過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線；g．

點(diǎn)評(píng) 利用圖象問(wèn)題結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)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．
要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．