Question

20．用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中：
（1）從下列器材中選出實(shí)驗(yàn)所必須的，其編號(hào)為ABD．
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（包括紙帶）；   B．重錘；   C．天平；  D．毫米刻度尺；  E．秒表；  F．運(yùn)動(dòng)小車
（2）計(jì)算時(shí)對(duì)所選用的紙帶要求是第1、2點(diǎn)間距離接近2mm，且點(diǎn)跡清晰．
（3）如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖線是過原點(diǎn)的斜直線，該線的斜率等于重力加速度g．

Answer 1

分析 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
重物帶動(dòng)紙帶下落過程中，除了重力還受到較大的阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．
運(yùn)用物理規(guī)律和數(shù)學(xué)表達(dá)式結(jié)合起來求解重力加速度．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，本實(shí)驗(yàn)中A、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶）必須的，為了得到自由落體運(yùn)動(dòng)，需要用到重錘；C．天平；因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．為了測(cè)量長(zhǎng)度，需要用到毫米刻度尺，秒表．不需要，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身可以計(jì)算時(shí)間．故ABD正確，
故選ABD
（2）根據(jù)自由落體規(guī)律可知，前兩2點(diǎn)間的距離h=$\frac{1}{2}$gt²=$\frac{1}{2}$×10×0.02²=2×10^-3m=2cm；因此應(yīng)選擇前兩點(diǎn)接近2mm的紙帶；并且要求打出的紙帶應(yīng)點(diǎn)跡清晰；
（3）根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，mgh=$\frac{1}{2}$mv²那么$\frac{1}{2}$v²-h圖線的斜率就等于重力加速度g．
故答案為：（1）ABD  
（2）2
（3）重力加速度g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用，要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒．明確利用圖象問題結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)研究常用的方法．清楚實(shí)驗(yàn)的目的，然后根據(jù)目的列出要研究的表達(dá)式．