Question

11．如圖甲所示為某同學(xué)利用自由落體“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置．若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測(cè)量，測(cè)出A、B、C點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離如圖乙所示，A、B、C相鄰點(diǎn)間時(shí)間間隔為0.02s．
（1）乙圖中紙帶的左端與重錘相連：（填“左”或“右”）；
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度v_B=1.9m/s；
（3）另一同學(xué)也用該裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，在數(shù)據(jù)處理時(shí)不慎將紙帶前半部分損壞，如圖丙所示，于是他利用剩余的紙帶進(jìn)行如下的測(cè)量：以A為起點(diǎn)，測(cè)量各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離h，計(jì)算出物體下落到各點(diǎn)的速度v，并作出v2-h圖象，圖丁中給出了a、b、c三條平行直線，他作出的圖象應(yīng)該是直線a，當(dāng)直線的斜率為2g（填“$\frac{g}{2}$”、“g”或“2g”）時(shí)，該實(shí)驗(yàn)就驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．（已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理，結(jié)合紙帶點(diǎn)間距，即可求解．
（2）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的速度．
（3）抓住A點(diǎn)速度不為零，得出正確的圖線，運(yùn)用物理規(guī)律和數(shù)學(xué)表達(dá)式結(jié)合起來(lái)解決問題．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)間間隔相等，依據(jù)紙帶上的點(diǎn)與點(diǎn)間距，可知，紙帶的左端與重錘相連．
（2）B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于AC段的平均速度，則v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{23.51-15.91}{2×0.02}×1{0}^{-2}$m/s=1.9m/s．
（3）以A點(diǎn)為起點(diǎn)，測(cè)量各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離h，由于A點(diǎn)速度不為零，可知h=0時(shí)，縱軸坐標(biāo)不為零，可知正確的圖線為a．
根據(jù)機(jī)械能守恒可知mgh=$\frac{1}{2}$mv²，得出v²=2gh，因此v²-h圖線的斜率k=2g．
故答案為：（1）左； （2）1.9；（3）a，2g．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理，會(huì)通過原理確定測(cè)量的物理量．以及掌握紙帶的處理，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度；清楚實(shí)驗(yàn)的目的，然后根據(jù)目的列出要研究的表達(dá)式；利用圖象問題結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)研究常用的方法．