Question

7．小華在實驗室中用打點計時器驗證機械能守恒定律，其實驗裝置如圖1所示．

（1）對于該實驗，下列說法正確的是C．
A．打點計時器是專門用于直接測量加速度的儀器
B．本實驗中不需要刻度尺
C．本實驗中重物應選用質量相對較大體積較小的重錘
D．實驗過程中需全程用手控制紙帶以防止打點歪斜
（2）選擇好器材后，小華同學通過正確的操作得到了一條實驗紙帶，如圖2所示，圖中O點是打出的第一個點，計數(shù)點A、B、C、D之間分別還有一個點．各計數(shù)點與O點之間的距離已測出．已知打點計時器的打點周期為T=0.02s，則打點計時器打下C點時重錘的速度v_C=3.1m/s．（計算結果保留2位有效數(shù)字）
（3）由于打點計時器兩限位孔不在同一豎直直線上，使紙帶通過時受到較大阻力，這樣會導致實驗結果mgh＞$\frac{1}{2}$mv²（選填“＜”、或“＞”）．

Answer 1

分析 理解該實驗的實驗原理，需要測量的數(shù)據(jù)等；明確打點計時器的使用；理解實驗中的注意事項以及如何進行數(shù)據(jù)處理；對于任何實驗注意從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚；
根據(jù)平均速度等于中時刻的瞬時速度；
如果阻力較大，物體要克服阻力做功，重力勢能不能全部轉化為動能．

解答 解：（1）A、打點計時器是專門用于打點與計時的儀器；故A錯誤；
B、處理紙帶時還需要的器材是刻度尺；故B錯誤；
C、為了讓重物的運動接近自由落體，忽略阻力；重物應選擇密度大體積小的物體，故C正確；
D、要減小阻力的影響，才能保證機械能守恒．故D錯誤；
（2）根據(jù)平均速度等于瞬時速度，則有：v_C=$\overline{v}$_BD=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{0.6300-0.3815}{4×0.02}$≈3.1m/s；
（3）如果阻力較大，物體需要克服阻力做功，重力勢能不能全部轉化為動能，
因此會出現(xiàn)mgh＞$\frac{1}{2}$mv²的結果．
故答案為：（1）C；（2）3.1；（3）＞．

點評 驗證機械能守恒是中學階段的基礎實驗，要從實驗原理出發(fā)來理解實驗同時注意平時加強練習，同時要掌握求瞬時速度的方法，理解減小的重力勢能大于增加的動能的原因．