Question

13．“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法．

（1）用公式$\frac{1}{2}$mv²=mgh时，对纸带上起点的要求是初速度为零，为此目的，所选择的纸带第一、二两点间距应接近2mm．
（2）从实验装置看（图1），该同学所用交流电的电压为220伏特．
（3）根据纸带算出相应各点的速度v，量出下落距离h，则以$\frac{{v}^{2}}{2}$为纵轴，以h为横轴画出的图线是图2中的C．

Answer 1

分析 （1）利用运动学公式v=v₀+gt，可求得初速度为零时，第一、二两点间距；
（2）根据电磁打点计时器与电火花打点计时器的电压值不同，从而确定求解；
（3）根据mgh=$\frac{1}{2}$mv²，因以$\frac{{v}^{2}}{2}$为纵轴，从而确定横坐标．

解答 解：（1）用公式$\frac{1}{2}$mυ²=mgh来验证机械能守恒定律时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始，
打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm，
h=$\frac{1}{2}$gT²=$\frac{1}{2}$×9.8×0.02² m≈2 mm．
（2）由实验装置可知，使用的电火花打点计时器，则交流电压为220V．
（3）利用$\frac{{v}^{2}}{2}$-h图线处理数据，如果mgh=$\frac{1}{2}$mv²那么图线应该是过原点的直线，斜率就等于g．故C正确；
故答案为：（1）初速度为零，2mm；（2）220；　（3）C．

点评 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，并掌握电磁打点计时器与电火花打点计时器的区别．