Question

某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的頻率為50Hz交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。則：（1）該同學(xué)進(jìn)行正確測(cè)量后挑選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析。如圖所示．其中O點(diǎn)為起始點(diǎn)，A、B、C、D、E、F為六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，當(dāng)打B點(diǎn)時(shí)重錘的速度_________m/s，計(jì)算出該對(duì)應(yīng)的V²/2=_______ m²/s²，gh=_______m²/s²，可認(rèn)為在誤差范圍內(nèi)存在關(guān)系式_________                 _，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。（g=9.8 m/s²）

（2）該同學(xué)繼續(xù)根據(jù)紙帶算出各點(diǎn)的速度V，量出下落距離h，并以V²/2為縱軸、以h為橫軸畫出的圖象，應(yīng)是圖中的_______。

（3）他進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)存在較大誤差。為此設(shè)計(jì)出用如圖所示的 實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。通過電磁鐵控制的小鐵球從A點(diǎn)自由下落，下落過程中經(jīng)過光電門B時(shí)，通過與之相連的毫秒計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）記錄擋光時(shí)間t，用毫米刻度尺測(cè)出AB之間的距離h，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小鐵球的直徑d。重力加速度為g。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束。小鐵球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度  V=            。如果d、t、h、g存在關(guān)系式                              ，也可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

（4）比較兩個(gè)方案，改進(jìn)后的方案相比原方案的最主要的優(yōu)點(diǎn)是：                     。

 

 

Answer 1

【答案】

 1）1.84、1.69、1.74、 ； （2）C；   （3），   

（4） 沒有紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦影響，提高了測(cè)量的精確程度，實(shí)驗(yàn)誤差減小了。

【解析】

試題分析: （1）勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，由此可以求出B點(diǎn)的速度大小為：vB==1.84m/s，對(duì)應(yīng)的v2=1.69 m2/s2，gh=1.74m2/s2，可認(rèn)為在誤差范圍內(nèi)存在關(guān)系式即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

（2）繼續(xù)根據(jù)紙帶算出各點(diǎn)的速度v，量出下落距離h，并以縱軸、以h為橫軸畫出的圖象，

根據(jù)，所以應(yīng)是圖中的C．

（3）光電門測(cè)速度的原理是用平均速度代替瞬時(shí)速度，因此有：v=由于，所以

(4)比較兩個(gè)方案，改進(jìn)后的方案相比原方案的最主要的優(yōu)點(diǎn)是：沒有紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦影響，提高了測(cè)量的精確程度，實(shí)驗(yàn)誤差減小了．

考點(diǎn)： 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律