Question

【題目】如圖1所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

①已準(zhǔn)備的器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物，此外還需要的器材是__________（填字母代號(hào)）．

A．直流電源、天平及砝碼

B．直流電源、毫米刻度尺

C．交流電源．天平及砝碼

D．交流電源、毫米刻度尺

②實(shí)驗(yàn)中需要測(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．某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案，這些方案中合理的是：__________．

A．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，由打點(diǎn)間隔數(shù)算出下落時(shí)間t，通過v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v

B．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并通過計(jì)算出瞬時(shí)速度v

C．報(bào)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，并通過計(jì)算得出高度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

③安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖2所示．圖中O點(diǎn)為打點(diǎn)起始點(diǎn)，且速度為零．選取紙帶上打出的連續(xù)點(diǎn)A、B、C、…作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)出其中E、F、G點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離分別為h1、h2、h3．已知重錘質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T．為了驗(yàn)證此實(shí)驗(yàn)過程中機(jī)械能是否守恒，需要計(jì)算出從O點(diǎn)到F點(diǎn)的過程中，重錘重力勢(shì)能的減少量△Ep=__________，動(dòng)能的增加量△Ek=__________（用題中所給字母表示）

④實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往是重力勢(shì)能的減少量略大于動(dòng)能的增加量，關(guān)于這個(gè)誤差下列說法正確的是__________．

A．該誤差屬于偶然誤差

B．該誤差屬于系統(tǒng)誤差

C．可以通過多次測(cè)量取平均值的方法來減小該誤差

D．可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差

⑤某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)重錘增加的動(dòng)能略小于重錘減少的重力勢(shì)能，于是深入研究阻力對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響．若重錘所受阻力為f．重錘質(zhì)量為m，重力加速度為g．他測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h，并計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度v，用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制出v2﹣h圖線，如圖3所示，圖象是一條直線，此直線斜率k=__________（用題中字母表示）．

已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9．8m/s2，由圖線求得重錘下落時(shí)受到阻力與重錘所受重力的百分比為=__________% （保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

【答案】①D，②D，③mgh2，．④BD，⑤，2．0~4．0

【解析】

試題分析：①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電源是交流電源，在實(shí)驗(yàn)中需要刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)間的距離從而可知道重錘下降的距離，以及通過紙帶上兩點(diǎn)的距離，求出平均速度，從而可知瞬時(shí)速度．紙帶上相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔已知，所以不需要秒表．重錘的質(zhì)量可以不測(cè)．故必需的儀器有D； 故選D．

②瞬時(shí)速度應(yīng)由紙帶根據(jù)求出，因?yàn)橹匚锵侣溥^程中受到阻力作用，實(shí)際加速度小于當(dāng)?shù)刂亓�加速度，不能�?/span> 來求速度，故AB錯(cuò)誤；應(yīng)用米尺量出紙帶下落高度，不能用求高度，故C錯(cuò)誤；下落高度應(yīng)用米尺測(cè)量，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)出瞬時(shí)速度，故D正確．故選D．

③從打下O點(diǎn)到打下F點(diǎn)的過程中，重錘重力熱能的減少量△EP=mgh2．F點(diǎn)的瞬時(shí)速度：，則動(dòng)能的增加量為：

④實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往是重力勢(shì)能的減少量略大于動(dòng)能的增加量，這個(gè)誤差是系統(tǒng)誤差，無法避免，可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差．故選BD．

⑤根據(jù)v2=2ah，mg-f=ma，可得，此直線斜率，所以，由圖象可知斜率k=19．2，所以．