【答案】
分析:(1)根據(jù)胡克定律寫(xiě)出F與x的關(guān)系方程,然后根據(jù)有關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行求解.
(2)實(shí)驗(yàn)同時(shí)讓P球做平拋運(yùn)動(dòng),Q球做勻速運(yùn)動(dòng).若兩小球相碰,則說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)水平方向是勻速運(yùn)動(dòng).
(3)正確解答本題需要掌握:理解該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理,需要測(cè)量的數(shù)據(jù)等;明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用;理解實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)以及如何進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.
解答:解:( I)根據(jù)胡克定律有:F=k(x-l
),
由此可知橫軸截距大小為彈簧原長(zhǎng),圖象的斜率大小為彈簧的勁度系數(shù),
由圖象得:k=
=
=200N/m.
由圖象可知,該圖線不過(guò)原點(diǎn),當(dāng)彈簧被豎直懸掛自然下垂時(shí),說(shuō)明由于彈簧自身受重力而伸長(zhǎng).
( II)平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知,P球從M點(diǎn)平拋,而Q球從N點(diǎn)在水平面上勻速運(yùn)動(dòng),二者運(yùn)動(dòng)軌跡雖然不同,但是水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同,因此P球會(huì)砸中Q球;僅僅改變弧形軌道M的高度,只是影響P球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間,但是P、Q兩球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是相同的,因此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同,應(yīng)這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng).
該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了:①總是發(fā)生碰撞,②P水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),③各分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性.
( III)(1)A、實(shí)驗(yàn)中摩擦是不可避免的,不是紙帶越短越好,因?yàn)榧垘г蕉,在紙帶上打出的點(diǎn)就越少,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)誤差將會(huì)增大,故A錯(cuò)誤.
B、因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、
mv
2的大小關(guān)系,故m可約去比較,不需要準(zhǔn)確測(cè)量重錘的質(zhì)量.故B錯(cuò)誤.
C、物體自由下落時(shí)根據(jù)公式h=
gt
2,其中t=T=0.02s,由此可知,開(kāi)始所打兩個(gè)點(diǎn)之間的距離約等于2mm,但是實(shí)驗(yàn)中我們不一定要選用第一個(gè)點(diǎn)作為研究的初始點(diǎn),可以在靠前位置中清晰的一段點(diǎn)中選某一個(gè)點(diǎn)作為研究過(guò)程的初位置.故C錯(cuò)誤.
D、處理打點(diǎn)的紙帶時(shí),可以直接利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的實(shí)際點(diǎn)跡,故D正確.
故選D.
(2)A、v
N=g
nT,該公式是運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間公式求解的,我們實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,如果把紙帶的運(yùn)動(dòng)當(dāng)成是自由落體運(yùn)動(dòng),就不需要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律呢,故A錯(cuò)誤.
B、v
N=
,這是根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論,中間時(shí)刻速度等于這一段過(guò)程的平均速度求解的,故B正確.
C、v
N=
,這和B選項(xiàng)運(yùn)用的規(guī)律一樣,不同的是計(jì)算位移的方式不一樣,故C正確.
D、v
N=g
n-1t,這和A選項(xiàng)運(yùn)用的規(guī)律一樣,故D錯(cuò)誤.
故選BC.
故答案為:( I)200,彈簧自身所受重力
( II)①總是發(fā)生碰撞
②P水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)
③各分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性
( III)(1)D (2)BC
點(diǎn)評(píng):(1)本題屬于基礎(chǔ)題,關(guān)鍵要根據(jù)圖中圖象數(shù)據(jù)分析具體的關(guān)系,然后才能計(jì)算.
(2)該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙,有創(chuàng)新性,使復(fù)雜問(wèn)題變得更直觀,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究出平拋運(yùn)動(dòng)處理的規(guī)律,并掌握了運(yùn)動(dòng)的合成與分解.
(3)對(duì)于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)要從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)去理解,要親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),深刻體會(huì)實(shí)驗(yàn)的具體操作,不能單憑記憶去理解實(shí)驗(yàn).