Question

8．在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中采用重物自由下落的方法．
（1）某同學(xué)列舉實驗中用到的實驗器材為：鐵架臺、打點計時器及復(fù)寫紙片、紙帶、秒表、低壓交流電源、導(dǎo)線、重錘、天平，
其中不必要的是秒表、天平；缺少的是刻度尺．
（2）用公式$\frac{m{v}^{2}}{2}$=mgh進(jìn)行驗證時，對紙帶上起點的要求是初速度為零，為此目的，所選紙帶的第．所選紙帶的第一、二兩點間距應(yīng)接近2mm．
（3）如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是下圖中的D，其斜率等于g 的數(shù)值．

Answer 1

分析 書本上的實驗，我們要從實驗原理、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)初速度為零，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式，即可求解第一、二兩點間距；
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：秒表，通過打點計時器打出的點可以計算時間．
天平，因為我們是比較mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．
缺少的是刻度尺，我們需要刻度尺測量計數(shù)點間的距離．
（2）用公式$\frac{1}{2}$ mv²=mgh進(jìn)行驗證時，對紙帶上起點的要求是初速度為零，所以所選紙帶的第一、二兩點間距應(yīng)接近h=$\frac{1}{2}$gt²=$\frac{1}{2}$×10×0.02²m=0.002m=2mm．
（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=gh，
知$\frac{1}{2}$v²-h圖線是過原點的傾斜直線，圖線的斜率為重力加速度g．
故答案為：（1）秒表、天平，刻度尺；（2）初速度為零，2mm；（3）D，g．

點評 利用圖象問題結(jié)合數(shù)學(xué)知識處理物理數(shù)據(jù)是實驗研究常用的方法．我們更多的研究直線圖形，找出其直線的斜率和截距．