Question

为了验证机械能守恒定律，某同学在墙壁上固定了竖直的标尺，让小钢球在标尺附近无初速释放，然后启动数码相机的连拍功能，得到了如右图所示的照片。已知相机连拍频率为10张/秒，标尺的单位为cm，当地重力加速度为9.8m/s²。

① 为了获得钢球在B位置的动能，需要求得经B位置时的速度v_B，下列求法中正确的是         （填序号），其中T为连拍相邻两张照片的时间间隔。
A．v_B = gT    B．v_B =   C．v_B =
② 运用正确的方法可得钢球在D位置的速度v_D =        m/s（取三位有效数字）；
③ 若要验证钢球在B、D间两点的机械能是否相等，除测定v_B、v_D外还需测量的物理量及符号是_________________________________；需验证的等式是__________________________________。造成本实验产生系统误差的原因是____________________。

Answer 1

①C ②  ③BD之间的高度，  空气阻力做功

试题分析：①钢球无初速释放，自由落体运动，匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于平均速度，所以,无法确定拍下A照片时钢球是否已经下落一段时间，选项AB错。
②根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于平均速度求得D位置的速度
③要验证机械能守恒，即减少的重力势能和增加的动能是否相等，从B点到D点，增加的动能，减少的重力势能，要验证他们是否相等，质量m可以约去，不需要测量，但是BD间的高度必须测量。只要验证就可说明机械能守恒。本实验中没有考虑空气阻力做功，所以有系统误差。