如圖為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),需要測(cè)量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h.某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案.
A.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,并測(cè)出下落時(shí)間t,通過(guò)v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度;
B.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,并通過(guò)v=
計(jì)算出瞬時(shí)速度;
C.根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度,等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測(cè)算出瞬時(shí)速度v,并通過(guò)h=
計(jì)算出高度h;
D.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度,等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測(cè)算出瞬時(shí)速度v.
以上方案中只有一種正確,正確的是
D
D
.(填入相應(yīng)的字母)
(2)某同學(xué)按照正確操作選的紙帶如圖所示,其中O是起始點(diǎn),A、B、C、D、E是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的5個(gè)點(diǎn),打點(diǎn)頻率為50Hz,該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C、D、E各點(diǎn)的距離,并記錄在圖中(單位:cm),重錘的質(zhì)量為m=0.1kg,重力加速度g=9.80m/s
2.根據(jù)以上數(shù)據(jù)當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到D點(diǎn)時(shí),重物重力勢(shì)能的減少量為
0.190
0.190
J,動(dòng)能的增加量為
0.186
0.186
J.(要求計(jì)算數(shù)值保留三位有效數(shù)字)
(3)實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因
①下落過(guò)程中存在阻力作用;②長(zhǎng)度的測(cè)量時(shí)存在誤差;
①下落過(guò)程中存在阻力作用;②長(zhǎng)度的測(cè)量時(shí)存在誤差;
.(寫出兩個(gè)原因)
(4)通過(guò)作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù),提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度.從紙帶上選取多個(gè)點(diǎn),測(cè)量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h,并計(jì)算各點(diǎn)速度的平方v
2,然后以
為縱軸,以
h
h
為橫軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖線.若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),圖線是一條過(guò)原點(diǎn)且斜率為g的直線,則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.
(5)該裝置也可用于精度要求不是很高的重力加速度g的測(cè)量,依據(jù)第(2)問(wèn)中選取的紙帶可計(jì)得重力加速度g
9.69
9.69
m/s
2.