Question

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)所用的電源電壓為6V，頻率為50HZ.重物從高處由靜止開始下落，重物拖著的紙帶上打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)測(cè)量并分析，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

（1）這位同學(xué)進(jìn)行正確操作后挑選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量，如圖乙所示，其中點(diǎn)為起始點(diǎn)， 、、、、、為六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).根據(jù)紙帶上的測(cè)量數(shù)據(jù)，當(dāng)打點(diǎn)時(shí)重物的速度為_______m/s（保留3位有效數(shù)字）

（2）他繼續(xù)根據(jù)紙帶算出各點(diǎn)的速度，量出下落的高度，并以為縱軸，以為橫軸畫出圖象，則所畫的圖象應(yīng)是下面的________

A、A B、B C、C D、D

（3）他進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)存在較大的誤差，為此對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，用如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律：通過(guò)電磁鐵控制的小鐵球從點(diǎn)自由下落，下落過(guò)程中經(jīng)過(guò)光電門時(shí)，通過(guò)與之相連的毫秒計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）記錄擋光的時(shí)間，用毫米刻度尺測(cè)出之間的距離，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小鐵球的直徑.重力加速度為.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)整光電門位置使小球下落過(guò)程中球心通過(guò)光電門中的激光束，則小鐵球經(jīng)過(guò)光電門時(shí)瞬時(shí)速度______.如果、、、存在關(guān)系式______________，就可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

（4）比較兩個(gè)方案，改進(jìn)后的方案相比原方案最主要的優(yōu)點(diǎn)是_______________________.

Answer 1

【答案】 （1）1.84； （2）C； （3）； ； （4）消除了紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的阻力的影響

【解析】（1）勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度,由此可以求出B點(diǎn)的速度大小為:

（2）根據(jù) 可以知道,圖像應(yīng)該為過(guò)原點(diǎn)的直線,C正確、ABD錯(cuò)誤

（3）光電門測(cè)速度 ，

若能驗(yàn)證 ， 即 則表示機(jī)械能守恒

（4）比較兩個(gè)方案，改進(jìn)后的方案相比原方案最主要的優(yōu)點(diǎn)是消除了紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的阻力的影響

綜上所述本題答案是： （1）1.84； （2）C； （3）； ； （4）消除了紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的阻力的影響