题目内容

用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验：
（1）为进行该实验，备有下列器材可供选择：铁架台、电磁打点计时器、复写纸片、纸带、低压直流电源、弹簧秤、秒表、导线、开关．其中不必要的器材是
 
，缺少的器材是
 
．
（2）需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h，某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案．
A．用刻度尺测出物体下落高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v．
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=
2gh
计算出瞬时速度．
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过h=
v2
2g
计算出高度h．
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v．
①以上方案中只有一种最合理，最合理的是
 
．（填入上述相应的字母）
②要使该实验误差尽量小，下述注意事项正确的是
 
（填入下述相应的字母）
A．使重锤的质量尽可能大些，但悬挂时不能拉断纸带
B．选用电火花计时器比电磁打点计时器更好，可减小阻力影响
C．测长度时保持纸带悬挂状态，刻度尺的读数更准确
D．纸带上留下的点越大越好
E．纸带长一点更好．
分析：（1）通过实验的原理出发，确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材，以及不必要的器材．
（2）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
该实验是验证机械能守恒定律的实验．因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒．如果把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证呢．
解答：解：（1）该实验中，要有做自由落体运动的物体重锤；通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，打点计时器需要的是交流电源，因此低压直流电源不需要，缺少低压交流电源，由于验证机械能公式中可以把物体质量约掉，因此不需要天平，同时实验中缺少刻度尺．
（2）①该实验是验证机械能守恒定律的实验．因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒．如果把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证呢．其中ABC三项都是运用了自由落体的运动规律求解的，故ABC错误，D正确．
②要使该实验误差尽量小，则需要尽量减小阻力；
A、使重锤的质量尽可能大些，但悬挂时不能拉断纸带，从而尽量减小阻力，故A正确；
B、选用电火花计时器比电磁打点计时器更好，可减小阻力影响，故B正确；
C、测长度时保持纸带悬挂状态，刻度尺的读数会不准确，增大实验误差，故C错误；
D、纸带上留下的点越大越不好，说明受到的阻力较大，故D错误；
E、纸带长短与减小实验误差没有关系，故E错误；
故答案为：（1）不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平．
缺少的器材是：低压交流电源、刻度尺与重锺．
（2）故选：①D；②AB．
点评：我们做验证实验、探究实验过程中，不能用验证的物理规律和探究的物理结论去求解问题．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．
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