Question

17．利用图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，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=$\sqrt{2gh}$ 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=$\frac{{v}^{2}}{2g}$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D．（填入上述相应的字母）
（2）要使该实验误差尽量小，下述注意点正确的是ab
（填入下述相应的字母）．
a．使重物的质量越大越好，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．

Answer 1

分析 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；
故选：（1）D；（2）ab．

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．