Question

【題目】在“驗證機械能守恒定律”實驗中，利用重物拖著紙帶自由下落通過打點計時器并打出一系列的點，對紙帶上點跡進行測量，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理即可驗證機械能守恒定律。

(1)在實驗過程中，下列說法正確的是_______。

A.實驗時應先接通打點計時器的電源再釋放紙帶

B.實驗時紙帶與打點計時器的兩個限位孔要在同一豎直線上

C.打點計時器、天平和刻度尺是本實驗中必須使用的測量儀器

D.實驗中重物的質量大小不影響實驗誤差

(2)正確進行實驗操作，從打出的紙帶中選出符合要求紙帶，如圖所示。圖中O點為打點起始點，且速度為零。選取紙帶上打出的連續(xù)點，標上A、B、C……測得其中E、F、G點距打點起始點O的距離分別為h1、h2、h3。已知重物的質量為m，當?shù)刂亓�加速度�?/span>g，打點計時器的打點周期為T。為驗證此實驗過程中機械能是否守恒，需要計算出從打下O點到打下F點的過程中，重物重力勢能減少量Ep=____，動能增加量Ek=______。（用題中所給字母表示）

(3)利用該裝置還可以測量當?shù)氐闹亓�加速度，某同學的做法是以各點到起始點的距離h為橫坐標，以各點速度的平方v2為縱坐標，建立直角坐標系，用實驗測得的數(shù)據(jù)繪制出v2-h圖像，如圖所示。由v2-h圖像求得的當?shù)刂亓�加速�?/span>g=_______m/s2。（結果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】AB mgh2 9.67（9.57~9.78之間均可，但有效數(shù)字位數(shù)要正確）

【解析】

(1)[1]A．為了充分利用紙帶，應先接通電源后釋放紙帶，故A正確；

B．為了減小誤差，紙帶與打點計時器的兩個限位孔要在同一豎直線上，故B正確；

C．根據(jù)機械能守恒的表達式，兩邊的質量可以抵消，故可知不需要測量質量，故C錯誤；

D．為了減小阻力對實驗的影響，在實驗時一般選擇體積小質量大的實心金屬球進行實驗，故D錯誤。

故選D。

(2)[2]從打下O點到打下F點的過程中，下降的高度為，故重力勢能減少量為

[3]根據(jù)某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度可知F點的速度為

故動能增加量為

(3)[4]根據(jù)

得

所以圖線的斜率為2g，即

解得g=9.67m/s2