Question

如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有

AD

．（填入正确选项前的字母）
A．米尺   B．秒表   C．低压直流电源  D．低压交流电源
（2）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材．
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上．
C．用天平测出重锤的质量．
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带，再更换纸带重复多次．
E．选择一条合适的纸带，测量纸带上某些点间的距离．
F．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．
其中操作不当的步骤是

B

，非必需的步骤是

C

．
（3）如果以v²为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的v²-h图象，该图象是

过原点的倾斜直线

，该图线的斜率等于

2g

．

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．
对于物理量线性关系图象的应用我们要从两方面：1、从物理角度找出两变量之间的关系式2、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）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．
故选AD．
（2）B：将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误．
C：因为我们是比较mgh、

1

2

mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C没有必要．
（3）利用

1

2

v2-h图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒，mgh=

1

2

mv2，即v²=2gh
所以以v²为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线．
那么v²-h图线的斜率就等于重力加速度2g．
故答案为：（1）AD；（2）B；C；（3）过原点的倾斜直线；2g

点评：直线图象中斜率和截距是我们能够利用的信息．
要能够找出斜率和截距的物理意义，我们必须要从物理角度找出两个物理变量的关系表达式．