Question

16．（1）在实验室利用图甲所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，以下选项中需要用的仪器有A
A．刻度尺；      B．秒表；        C．天平；        D．弹簧测力计．
（2）实验中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．某同学利用实验得到的纸带如图乙所示，0是打下的第一个点，计数点间的距离如图所示．已知m₁=200g则（g取10m/s²）．

①打点计时器需要使用的是交流电源（选填“直流电源”或“交流电源”）．
②在纸带上打下计数点5时的速度v₅=1.0m/s；（保留两位有效数字）
③在打点0～5过程中系统动能的增量△E_k=0.10J，（保留两位有效数字）
④若某同学作出$\frac{1}{2}$v²-h图象如图丙所示，则当地的实际重力加速度g=9.7m/s²．（保留两位有效数字）

Answer 1

分析 通过实验的原理，确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材．
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点的瞬时速度，从而得出动能的增加量；
根据机械能守恒定律得出$\frac{1}{2}$v²-h的关系式，根据图线的斜率得出重力加速度的值．

解答 解：（1）通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离，弹簧测力计也不需要．
实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，式子两边都有质量，可以约去，实验不需要测量重物的质量，即不需要天平，故A正确，BCD错误．
故选：A．
（2）①打点计时器需要使用的是交流电源，
②根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小，
v₅=$\frac{0.018+0.022}{2×0.02}$=1.0m/s，
③在打点0～5过程中系统动能的增量△E_k=$\frac{1}{2}×$0.2×1²=0.10 J
④本题中根据机械能守恒可知，mgh=$\frac{1}{2}$mv²，
即有：$\frac{1}{2}$v²=gh，所以出$\frac{1}{2}$v²-h图象中图象的斜率表示重力加速度，
由图可知，斜率k=9.70，故当地的实际重力加速度g=9.70m/s²．
故答案为：（1）A
（2）①交流电源
②1.0
③0.10
④9.7

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动两个重要推论的运用；
能够清楚该实验的工作原理和实验步骤，熟练应用匀变速直线运动规律来解决纸带问题是力学实验中常见的问题，计算要注意单位的换算．