Question

采用如圖1所示的裝置驗證機械能守恒定律
（1）某組同學利用mgh=

mv2

2

驗證機械能守恒定律，下列操作步驟錯誤及不必要的是

AFG

A．用天平稱出物體的質(zhì)量；
B．把打點計時器固定在鐵架臺上，并用導線將打點計時器接在交流電源上；
C．將連有重物的紙帶穿過限位孔，用手提著紙帶，讓重物盡量靠近打點計時器；
D．先接通電源，再松開紙帶；
E．更換紙帶，重復幾次，選用點跡清晰且第1、2兩點間的距離約為2mm的紙帶；
F．依據(jù)紙帶求出重力加速度；
G．根據(jù)公式v=gt求出速度；
H．比較mgh與mv²/2的大小，驗證機械能是否守恒．
（2）某同學利用如上圖所示的實驗裝置研究從靜止開始下落的物體所受阻力的情況，得到如圖2所示的紙帶（A、B、C、D、E均為相鄰的打點），測出A、C間的距離為14.77cm，點C、E間的距離為16.33cm．已知當?shù)刂亓�加速度�?.8m/s²，重錘質(zhì)量為m=1.0kg，設(shè)重錘所受阻力大小不變．在從A下落到E的過程中，阻力大小為

0.05

N．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實驗原理與操作步驟一一分析：①驗證：mgh與

1

2

mv2的關(guān)系，m約掉了，不需要測量m；②先接通電源后釋放紙帶；③取點跡清晰的幾個點，算出一個瞬時速度即可；④應讓重物從靠近打點計時器處釋放⑤不能根據(jù)h=

1

2

gt²求出物體運動重力加速度，而應該查找當?shù)氐闹亓�加速度�?br />（2）根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度的大小，通過牛頓第二定律求出阻力的大小．

解答：解：（1）根據(jù)實驗原理與操作步驟一一分析：
A、驗證：mgh與

1

2

mv2的關(guān)系，m約掉了，不需要測量m所以A不必要；
B、打點計時器使用的是低壓交流電源，故B正確；
C、應讓重物從靠近打點計時器處釋放，以提高紙帶的使用率．故C正確；
D、在接通電源的時間上，應先接通電源后釋放紙帶；故D正確；
E、物理減小實驗的誤差，要求重復幾次，選用點跡清晰且第1、2兩點間的距離約為2mm的紙帶．故E正確；
F、不能根據(jù)h=

1

2

gt²求出物體運動重力加速度，而應該查找當?shù)氐闹亓�加速度．故F錯誤；
G、要根據(jù)某點的瞬時速度等于該段位移上的平均速度求速度，而不是根據(jù)公式v=gt求出速度．故G錯誤；
所以作步驟錯誤及不必要的是：AFG
（2）加速度a=

△x

(2T)2

，
代入數(shù)據(jù)得：a=

△x

(2T)2

=

16.33-14.77

4×0.02×2

cm/s2=975cm/2=9.75m/s²
根據(jù)牛頓第二定律得，mg-f=ma，
解得f=mg-ma=1×（9.8-9.75）N=0.05N．
故答案為：（1）AFG；（2）0.05

點評：正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所需實驗器材、實驗步驟、所測數(shù)據(jù)等，會起到事半功倍的效果．