Question

1．用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）下列做法正确的是AB．（填选项符号）
A．体积相同的重物，选质量较大的
B．实验中先接通电源后松放纸带
C．在计算重物动能增加量时，速度用公式v=$\sqrt{2gh}$计算
D．在计算重物动能增加量时，速度用公式v=gt计算
（2）实验中选择一条符号要求的纸带，将第一个点标为O，从某点开始选取三个连续的点A、B、C，测得OA=44.23cm，OC=56.73cm．已知当地重力加速度为g=9.8m/s²，打点计时器打点的周期为0.02s，则打下B点时重物的速度为3.13m/s．（保留三位有效数字）
（3）某同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v²-h图象．若v²-h图象是一条过原点的直线，且直线的斜率接近D时，可知重物在下落过程中机械能守恒．（填选项符号）
A.$\frac{1}{g}$     B.$\frac{1}{2g}$    C．g     D.2g．

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．
（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度．
（3）抓住重力势能的减小量和动能的增加量相等，得出v²-h的关系式，从而确定图线斜率为多少时，重物机械能守恒．

解答 解：（1）A、为了减小阻力的影响，体积相同的重物，选质量较大的，故A正确．
B、实验时应先接通电源后释放纸带，故B正确．
C、计算重物动能增加量时，速度不能通过v=$\sqrt{2gh}$或v=gt计算，因为这样就默认机械能守恒，失去验证的意义，故C、D错误．
故选：AB．
（2）B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.5673-0.4423}{0.04}$m/s≈3.13m/s．
（3）若机械能守恒，则有：mgh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，即v²=2gh，可知当图线的是一条过原点的直线，直线的斜率为2g时，重物在下落的过程中机械能守恒，故选：D．
故答案为：（1）AB，（2）3.13，（3）D．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而求解动能的增加量．注意v²-h图线是过原点的倾斜直线，不能说明机械能守恒．