Question

用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律．
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
D．测量纸带上某些点间的距离；
E．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
操作不当的步骤是

BC

（将其选项对应的字母填在空行内）
（2）根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以

v2

2

为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图中的

C

．

Answer 1

分析：（1）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，只有理解了这些才能真正了解具体实验操作的含义．
（2）从物理角度找出两变量之间的关系式；从数学角度找出图象的截距和斜率，两方面结合解决问题．

解答：解：（1）B：将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误；
C：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C错误．
故选BC．
（2）利用

1

2

v²-h图线处理数据，从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出：
mgh=

1

2

mv²，即

1

2

v²=gh
所以以

1

2

v²为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线，也就是图中的C．
故选C．

点评：只有明确了实验原理以及实验的数据测量，才能明确各项实验操作的具体含义，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．