Question

【題目】在用打點(diǎn)計時器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1．00㎏的重物自由下落，打點(diǎn)計時器在紙帶上打出一系列點(diǎn)．如圖所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為第一個點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點(diǎn)（其他點(diǎn)未畫出）．已知打點(diǎn)計時器每隔0．02s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9．80m/s2．那么：

①紙帶的 端（選填“左”或“右”）與重物相連；

②根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)和 點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；

③從O點(diǎn)到所取點(diǎn)，重物重力勢能減少量EP = J，該所取點(diǎn)的速度大小為 m/s；（結(jié)果取3位有效數(shù)字）

④一位同學(xué)按如下方法判斷機(jī)械能是否守恒：在紙帶上選取多個計數(shù)點(diǎn)，測量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計算對應(yīng)計數(shù)點(diǎn)的重物速度為v，描繪v2－h(huán)圖像，若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒，該同學(xué)的判斷依據(jù) （填“正確”或“不正確）

⑤在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》實(shí)驗(yàn)中，兩實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別采用了如圖甲和乙所示的裝置將重物由靜止釋放，采用兩種不同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

Ⅰ、關(guān)于兩圖裝置中重物以及實(shí)驗(yàn)器材的選擇下列說法正確的是

A．在甲圖中，下落物體應(yīng)選擇密度大的重物

B．在乙圖中，兩個重物的質(zhì)量關(guān)系是m1 >m2

C．采用甲、乙的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，都還需要的實(shí)驗(yàn)器材有交流電源、刻度尺和天平

D．采用甲、乙的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，都必須先釋放重物，再打開打點(diǎn)計時器

Ⅱ、比較甲、乙兩種實(shí)驗(yàn)方案，你認(rèn)為 更合理。

Answer 1

【答案】左；B；1．88；1．92；不正確；AB；甲

【解析】

試題分析：①下落過程為勻加速運(yùn)動，物體運(yùn)動速度漸漸變大，故打點(diǎn)間距應(yīng)變大，所以紙帶的左端與重物相連；

②要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，應(yīng)求得某點(diǎn)的速度才行，由數(shù)據(jù)可得B的速度，故選B點(diǎn)

③從O到B的距離；B的速度為

故

④該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確．在重物下落h的過程中，若阻力f恒定，根據(jù)，可得，則此時v2-h圖象就是過原點(diǎn)的一條直線．所以要想通過v2-h圖象的方法驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，還必須看圖象的斜率是否接近2g．

⑤為了使空氣阻力影響更小，在甲圖中，下落物體應(yīng)選擇密度大的重物，故A正確；乙圖是驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，m1向下運(yùn)動，m2向上運(yùn)動，所以，故B正確；在甲圖中，不需要測量物體的質(zhì)量，即不需要天平，乙圖是驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，即驗(yàn)證系統(tǒng)動能的增加量和系統(tǒng)重力勢能的減小量是否相等，動能的增加量為，重力勢能的減小量為．需要天平，故C錯誤；采用甲、乙的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，都必須先打開打點(diǎn)計時器，再釋放重物，故D錯誤；

（2）甲方案更合理，因?yàn)樵谝覉D中受到細(xì)繩和滑輪之間的摩擦力的影響．