Question

19．小明利用如圖甲所示的實驗裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗．

（1）關(guān)于這一實驗，下列說法中正確的是AB．
A．重物應(yīng)選用密度大的物體                   B．手提紙帶時使紙帶保持豎直
C．打點計時器應(yīng)接低壓直流電源               D．應(yīng)先釋放紙帶，后接通電源
（2）小明選擇一條較為理想的紙帶，如圖乙所示，以O(shè)為起點，從A點開始選取紙帶上連續(xù)點A、B…為計數(shù)點，測量出ABC…到O的距離分別為x₁、x₂、x₃…若電源的頻率為f，則打下B點時重錘的速度為$\frac{（{x}_{3}-{x}_{1}）f}{2}$．
（3）小明用（2）中數(shù)據(jù)畫v²-h圖象如圖丙所示，其中h為重錘下落的高度，v為各點速度，直線的斜率為k，則所測得當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?\frac{k}{2}$．

Answer 1

分析 理解該實驗的實驗原理，需要測量的數(shù)據(jù)等；明確打點計時器的使用；理解實驗中的注意事項以及如何進行數(shù)據(jù)處理；對于任何實驗注意從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚；
根據(jù)平均速度等于中時刻的瞬時速度，結(jié)合周期等于頻率的倒數(shù)，即可求解；
根據(jù)機械能守恒定律，結(jié)合v²-h圖象的斜率含義，即可求解．

解答 解：（1）A、為了讓重物的運動接近自由落體，忽略阻力；重物應(yīng)選擇密度大體積小的物體；故A正確；
B、手提紙帶時使紙帶保持豎直，與限位孔應(yīng)在同一豎直線上，從而減小摩擦力，故B正確；
C、打點計時器利用振針的振動打點，應(yīng)采用交流電源；故C錯誤；
D、開始記錄時，應(yīng)先給打點計時器通電打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會對實驗產(chǎn)生較大的誤差，故D錯誤．
故選：AB；
（2）打下B點時重鍾的瞬時速度等于打下AC過程中的平均速度，即：v_B=$\overline{v}$_AC=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2T}$=$\frac{（{x}_{3}-{x}_{1}）f}{2}$；
（3）根據(jù)機械能守恒定律有：mgh=$\frac{1}{2}$mv²，得：v²=2gh，故v²-h圖象是過原點的一條直線，
直線的斜率k=2g，那么g=$\frac{k}{2}$；
故答案為：（1）AB；（2）$\frac{（{x}_{3}-{x}_{1}）f}{2}$；（3）$\frac{k}{2}$．

點評 對于基礎(chǔ)實驗要從實驗原理出發(fā)去理解，要親自動手實驗，深刻體會實驗的具體操作，不能單憑記憶去理解實驗．在實驗中注意體會實驗的誤差來源，并能找到合適的方向去減小誤差；
并掌握求瞬時速度的方法，及理解機械能守恒定律的條件，注意v²-h圖象的斜率的含義．