Question

15．用落体法验证机械能守恒定律的实验中．
①运用公式$\frac{1}{2}m{v^2}$=mgh对实验条件的要求是在打第一个点时，重锤恰好由静止开始下落．
②某同学实验步骤如下：
A．用天平准确测出重锤的质量；    
B．把打点定时器架在铁架台上，并接上直流电源；
C．将纸带一端固定在重锤上，另一端穿过打点定时器的限位孔，使重锤靠近打点定时器；
D．先释放重锤，后接通电源；      
E．取下纸带，再重复几次；
F．选择纸带，测量纸带上某些点间的距离G．根据测量结果进行计算
你认为实验步骤中多余的步骤A；错误的步骤BD；（填序号）
③根据实验的纸带算出相关各点的速度v，算出下落的距离h；以$\frac{{v}^{2}}{2}$为纵坐标，以h为横轴画出的图线应是图中的B就证明机械能是守恒的，图象的斜率代表的物理量是重力加速度．

Answer 1

分析 （1）明确实验原理，知道实验中应测量的物理量，同时注意各仪器的正确使用；
（2）根据需要验证的方程mgh=$\frac{1}{2}$mv²根据数学$\frac{{v}^{2}}{2}$-h选择图象，并分析斜率的意义．

解答 解：②多余的步骤是：
因为我们是比较mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平．故A没有必要．故选A．
操作不恰当的步骤是：
应将打点计时器接到电源的交流输出端上，故B错误．
开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误．
故选：BD．
③本实验需要验证的方程是 mgh=$\frac{1}{2}$mv² 即$\frac{1}{2}$v²=gh，$\frac{{v}^{2}}{2}$-h图象是过原点的直线，故选B．
根据数学可知：图象斜率等于重力加速度g．
故答案为：②A，BD； ③B，重力加速度

点评 本题考查验证机械能守恒定律的实验，对于基础实验要从实验原理出发去理解，要亲自动手实验，深刻体会实验的具体操作，不能单凭记忆去理解实验．而利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法．我们更多的研究直线图形，找出其直线的斜率和截距．