Question

【題目】利用物體的自由落體運(yùn)動(dòng)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)室常用的實(shí)驗(yàn)方法，記錄小球的自由落體運(yùn)動(dòng)通常有三種方法：①用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；②用光電門；③用頻閃照相機(jī)。三種裝置如圖所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是大家所熟知的，光電門可記錄小球通過光電門的時(shí)間，頻閃照相在按下快門的同時(shí)切斷電磁鐵的電源讓小球自由下落。

(1)關(guān)于上圖這三種實(shí)驗(yàn)方法，下列說法錯(cuò)誤的是________。

A.方法①③需要測(cè)量的量和計(jì)算方法相同

B.方法②需要測(cè)量小球直徑d

C.三種方法都必須測(cè)量下落重物的質(zhì)量

D.方法③的系統(tǒng)誤差最小

(2)右圖是兩位同學(xué)利用方法①實(shí)驗(yàn)操作時(shí)釋放紙帶瞬間的照片，你認(rèn)為操作正確的是_______。

(3)方法②中測(cè)得小球被電磁鐵吸住的位置到光電門的距離為h，小球直徑為d，通過光電門的時(shí)間為t，重力加速度為g。當(dāng)h近似______時(shí)，可認(rèn)為小球下落過程中機(jī)械能守恒。

(4)方法③得到如下圖所示頻閃照片，測(cè)量結(jié)果已標(biāo)注在圖上，從小球由O點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，到拍下D像，小球重力勢(shì)能的減少量Ep=______J，小球動(dòng)能的增加量Ek=_______J。（取g=9.8m/s2，小球質(zhì)量為m=2kg，頻閃照相機(jī)每隔0.05s閃光一次，結(jié)果保留三位有效數(shù)）

Answer 1

【答案】C B 3.84 3.84

【解析】

(1)[1]A．①③實(shí)驗(yàn)要確定出下落的高度與獲得的速度，所用的方法都是留跡法，故A正確；

B．方法②要由

求速度則需要測(cè)量小球直徑，故B正確；

C．三種方法驗(yàn)證機(jī)械能時(shí)動(dòng)能和重力勢(shì)能都含有質(zhì)量，則質(zhì)量可以約掉，故三種方法都不需要測(cè)量下落重物的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；

D．方法①紙帶與計(jì)時(shí)器有摩擦，方法②用平均速度測(cè)量速度有誤差，方法③避免了①②兩種情況，系統(tǒng)誤差小，故D正確。

故選C。

(2)[2]A圖中的重物離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)，導(dǎo)致紙帶有很長(zhǎng)一截不能打點(diǎn)，故B圖的操作是正確的，有效的利用了紙帶打點(diǎn)。

(3)[3]方法②中，實(shí)驗(yàn)原理為驗(yàn)證重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量，有

即驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律需滿足

實(shí)際是存在誤差的，所以近似相等即可。

(4)[4][5]方法③中，小球重力勢(shì)能的減少量

代入數(shù)據(jù)得

小球動(dòng)能的增加量為

代入數(shù)據(jù)得