Question

用重錘自由下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)
（1）本實(shí)驗(yàn)中，除鐵架臺、鐵夾、學(xué)生電源、紙帶和重物外，還需選用下述儀器中的哪幾種？______
A．秒表  B．刻度尺  C．天平  D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
（2）某同學(xué)在進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，獲得了數(shù)條紙帶，則正確的是______
A．必須挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm的紙帶進(jìn)行測量
B．在紙帶上選取點(diǎn)跡清楚的、方便測量的某點(diǎn)作計(jì)數(shù)點(diǎn)的始點(diǎn)
C．用刻度尺量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到開始大的第一個(gè)點(diǎn)跡之間的距離，得出重物下落相應(yīng)高度h₁．h₂．h₃．…h(huán)_n．
D．用公式v_v=（h_n+1-h_n-1）/2T，計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的重物的瞬時(shí)速度
（3）如圖，是用自由落體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，我們選中第N點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下面舉出一些計(jì)算N點(diǎn)速度的方法，其中正確的是______
A．N點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)，則v_n=gnT
B．N點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)，則v_n=g（n-1）T
C．v_n=（s_n+s_n+1）/2T
D．v_n=（d_n+1-d_n-1）/2T
（4）在利用重錘自由落下，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，在起始點(diǎn)初速度為零的紙帶測量時(shí)，產(chǎn)生誤差的主要原因是______
A．重錘下落的實(shí)際高度大于測量值
B．重錘下落的實(shí)際高度小于測量值
C．重錘實(shí)際末速度v大于gt（g為重力加速度，t為下落時(shí)間）
D．重錘實(shí)際末速度v小于gt．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的原理及實(shí)驗(yàn)方法可知需要的器材；
（2）選擇紙帶時(shí)要選擇點(diǎn)跡清晰的，并非要求第一個(gè)點(diǎn)的速度為零；求某一點(diǎn)速度時(shí)利用勻變速直線運(yùn)動中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度來求；
（3）該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，不能把重物看成自由落體運(yùn)動，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗(yàn)證了，求速度時(shí)我們是利用勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律即勻變速直線運(yùn)動中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度；
（4）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的主要原因是：存在空氣阻力或者限位孔和紙帶之間存在摩擦．
解答：解：（1）A、實(shí)驗(yàn)中由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量時(shí)間，不再需要秒表，A錯(cuò)誤；
B、在用自由落體“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”時(shí)，我們是利用自由下落的物體帶動紙帶運(yùn)動，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)求得動能及變化的勢能，在求動能時(shí)需要測量兩點(diǎn)間的長度求出平均速度，故需要用的刻度尺，B正確；
C、在數(shù)據(jù)處理中物體的質(zhì)量可以消去，故不需要測物體的質(zhì)量，故不用天平，C錯(cuò)誤；
D、該實(shí)驗(yàn)是通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)來研究物體動能和勢能變化的，故D正確．
故選BD．
（2）A、所選紙帶并非一定要求打第一個(gè)速度為零，即并非要求第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm，故A錯(cuò)誤；
B、為了便于測量和減小誤差，在紙帶上選取點(diǎn)跡清楚的、方便測量的某點(diǎn)作計(jì)數(shù)點(diǎn)的始點(diǎn)，故B正確；
C、在測量時(shí)可以測量各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，也可以測量各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與第一個(gè)點(diǎn)之間的距離，故C正確；
D、利用中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度來求某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，故D正確．
故選BCD．
（3）該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，不能把重物看成自由落體運(yùn)動，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗(yàn)證了，A、B都是利用了自由落體運(yùn)動規(guī)律求速度的，故AB錯(cuò)誤；
求速度時(shí)我們是利用勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律即勻變速直線運(yùn)動中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，故CD正確．
故選CD．     
（4）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的主要原因是：存在空氣阻力或者限位孔和紙帶之間存在摩擦，故ABC錯(cuò)誤，D正確．
故選D．
點(diǎn)評：解答實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵是正確理解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法，正確利用所學(xué)物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題．