Question

9．如圖1為某同學(xué)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖．

 （1）現(xiàn)有的器材：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重錘、導(dǎo)線若干．為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要AC．（填選項(xiàng)前的字母）
A．刻度尺                    B．秒表
C．6V以下交流電源             D．220V交流電源
（2）實(shí)驗(yàn)中紙帶釋放前瞬間的四種情景如照片所示（圖2），其中最合適的操作是D
（3）如圖3所示，該同學(xué)通過(guò)正確的操作得到了一條紙帶，圖中O點(diǎn)是打出的第1個(gè)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D之間分別還有一個(gè)點(diǎn)．各計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)之間的距離已測(cè)出．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T=0.02s，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下C點(diǎn)時(shí)重物的速度v_C=3.1m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（4）該同學(xué)測(cè)得紙帶上OC間的距離h及C點(diǎn)的速度v_C，當(dāng)兩者間滿足關(guān)系式$gh=\frac{1}{2}v_C^2$時(shí)，說(shuō)明重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒（已知重力加速度為g）．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量確定所需的器材；為了紙帶有效地使用，重物應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，為了減小阻力的影響，紙帶應(yīng)豎直，手抓著紙帶的上方．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以得出C點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小，根據(jù)功能關(guān)系可得出正確表達(dá)式，因存在摩擦阻力，導(dǎo)致減小的重力勢(shì)能不能完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測(cè)量時(shí)間，不需要秒表，在實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量速度和下落的距離，所以需要刻度尺；電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用6V以下交流電源，
故選：AC．
（2）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)讓重物緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，手拉著紙帶的上方，保持紙帶豎直，由靜止釋放．故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，得出C點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小分別為：
v_C=$\frac{0.6300-0.3815}{2×0.04}$=3.1m/s
（3）要驗(yàn)證物體從開(kāi)始到C的過(guò)程中機(jī)械能是否守恒，則需滿足$\frac{1}{2}$mv_C²=mgh，
即$\frac{1}{2}$v_C²=gh，說(shuō)明下落過(guò)程中重錘的機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）AC；（2）D； （3）3.1；（4）$gh=\frac{1}{2}v_C^2$．

點(diǎn)評(píng) 正確利用所學(xué)物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，熟練應(yīng)用物理基本規(guī)律，因此這點(diǎn)在平時(shí)訓(xùn)練中要重點(diǎn)加強(qiáng)，注意數(shù)據(jù)的單位轉(zhuǎn)換，及產(chǎn)生誤差分析的根源．