题目内容

2．如图1，三个实验场景A、B、C分别是某同学按照课本中的要求所做的“探究加速度与力、质量的关系”实验、“探究功与速度变化的关系”实验、“验证机械能守恒定律”实验．该同学正确操作获得了一系列纸带，但由于忘了标记，需要逐一对应分析．图2是该同学在实验中获得的一条纸带，图中纸带上各点是打点计时器连续打下的点．已知所用打点计时器频率为50Hz，完成以下问题．

（1）由图2纸带可求出加速度大小为2.5m/s2（保留二位有效数字），该纸带所对应的实验场景是A（填A、B或C），其理由是场景B变加速运动，场景C接近重力加速度；
（2）选用场景C的装置来“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是A；
A．应选择下端带橡胶垫的重物
B．本实验不能使用电火花计时器
C．本实验必须选用打第1、2两个点之间的距离为2mm的纸带
D．根据v=g t计算重物在t时刻的速度从而获得动能
（3）三个实验都用到了纸带，场景B中通过纸带以获取橡皮筋恢复原长时的速度．

分析 （1）依据刻度读数，根据加速度大小a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$，结合各自装置的实验原理，即可判定；
（2）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；
（3）“探究功与速度变化的关系”实验时数据处理时，应测量纸带点迹均匀一段的平均速度，即橡皮筋恢复原长时的速度．

解答 解：（1）由刻度尺读数可知，第一个点11.6cm，第二个点13.1cm，第三个点14.7cm，第四个点16.4cm；
那么点与点间距为△x=0.1cm；加速度大小为：a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.1×1{0}^{-2}}{0.0{2}^{2}}$=2.5m/s2，
场景A的装置来做“研究匀变速直线运动规律”实验，
依据斜面的倾斜程度，可知，加速度的大小不会太大；
场景B的装置来做“探究功与速度变化的关系”实验时数据处理，加速度是变化的；
选用场景C的装置作“验证机械能守恒定律”的实验，加速度为重力加速度，大小约为9.8m/s2，
由上分析，可知，加速度大小为2.5m/s2该纸带所对应的实验场景是A，理由如上所述；
（2）A．选用场景C的装置作“验证机械能守恒定律”的实验时应选择下端带橡胶垫的重物，来缓冲与地面的碰撞，故A正确；
B、打点计时器可以用电火花也可以用电磁式，故B错误；
C、在选择纸带时，要求点迹清晰，开始一、二两点间的距离并非一定要求为2mm，即所打第一个点时的速度不一定非得为零，故C错误；
D、场景C的装置作“验证机械能守恒定律”的实验时，若根据v=gt计算重物在t时刻的速度，只是理论推导，达到不实验验证的目的，故D错误；
故选：A
（3）场景B是探究合外力做功与速度变化关系的实验，通过纸带以获取橡皮筋恢复原长时的速度；
故答案为：（1）2.5，A，场景B变加速运动，场景C接近重力加速度；（2）A；（3）橡皮筋恢复原长时的速度

点评 考查各实验的原理，掌握根据实验中摩擦力对结果是否有影响，从而确定是否要平衡摩擦力，理解探究功与速度变化的关系实验中，改变橡皮筋条数与做功的多少关系，及注意求解速度的方法，区别理论推导与实验验证．

练习册系列答案
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