Question

10．某實(shí)驗(yàn)小組利用100g重錘和如圖a所示裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²．
（1）對(duì)于該實(shí)驗(yàn)，以下說(shuō)法正確的是：AB
A、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先閉合電源再松開(kāi)紙帶
B、需要的實(shí)驗(yàn)器材有刻度尺、低壓交流電源，而不需要秒表．
C、若某點(diǎn)距初始下落點(diǎn)間距為h，則該點(diǎn)的速度可以用v=$\sqrt{2gh}$計(jì)算
D、實(shí)驗(yàn)時(shí)只要點(diǎn)跡清晰，就可以運(yùn)用公式mg△h=$\frac{1}{2}$mv²來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒．
E、在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的“天宮一號(hào)飛船”中，可以用該裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
（2）若采用作圖法來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以h（h為各點(diǎn)到初始點(diǎn)O的距離）為橫軸，單位采用國(guó)際單位，畫(huà)出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖象，理論上圖象的斜率表示當(dāng)?shù)刂亓�加速度．某同學(xué)實(shí)際操作過(guò)程中做出如圖（b）的圖象，則該同學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在平均阻力大小約為0.02N．

Answer 1

分析 （1）A、先接通電源，后釋放紙帶；
B、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄點(diǎn)與點(diǎn)間的時(shí)間，不需要秒表；
C、利用平均速度公式，來(lái)求得瞬時(shí)速度大��；
D、只有當(dāng)初速度為零時(shí)，才能由公式mg△h=$\frac{1}{2}$mv²來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒；
E、天宮一號(hào)飛船處于失重，無(wú)法下落．
（2）在不計(jì)阻力情況下，根據(jù)減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能的表達(dá)式，結(jié)合圖象斜率的含義，即可求解；若存在阻力，則利用牛頓第二定律，結(jié)合理論加速度，即可求解．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先閉合電源再松開(kāi)紙帶，這樣便于紙帶充分利用，故A正確；
B、需要的實(shí)驗(yàn)器材有刻度尺、低壓交流電源，但不需要秒表，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能計(jì)算出點(diǎn)與點(diǎn)間的時(shí)間，故B正確；
C、某點(diǎn)距初始下落點(diǎn)間距為h，則該點(diǎn)的速度可以用v=$\overline{v}$=$\frac{s}{t}$，不能運(yùn)用v=$\sqrt{2gh}$計(jì)算，否則達(dá)不到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的目的，反而是理論推導(dǎo)，故C錯(cuò)誤；
D、實(shí)驗(yàn)時(shí)只要點(diǎn)跡清晰，且第一、二點(diǎn)間距約為2mm，就可以運(yùn)用公式mg△h=$\frac{1}{2}$mv²來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒
，故D錯(cuò)誤；
E、在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的“天宮一號(hào)飛船”中，處于失重現(xiàn)象，因此重物不會(huì)下落，故E錯(cuò)誤；
（2）若不計(jì)阻力情況下，則有：mgh=$\frac{1}{2}$mv²．
如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以h（h為各點(diǎn)到初始點(diǎn)O的距離）為橫軸，單位采用國(guó)際單位，
那么圖象的斜率k=g，即為當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?br />某同學(xué)實(shí)際操作過(guò)程中做出如圖（b）的圖象，求得圖象的斜率k′=$\frac{4.8}{0.5}$=9.6．
那么實(shí)驗(yàn)重力加速度a=9.6m/s²．
已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²．
根據(jù)牛頓第二定律，則有：mg-f=ma
因此有：f=mg-ma=0.1×（9.8-9.6）=0.02N
故答案為：（1）AB； （2）當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?nbsp;（3）0.02．

點(diǎn)評(píng) 考查實(shí)驗(yàn)的原理，及操作步驟中注意的事項(xiàng)，同時(shí)掌握理論推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的區(qū)別，并理解圖象斜率的含義．