Question

8．在“验证机械能守恒定律”的实验中采用重物自由下落的方法．
（1）某同学列举实验中用到的实验器材为：铁架台、打点计时器及复写纸片、纸带、秒表、低压交流电源、导线、重锤、天平，
其中不必要的是秒表、天平；缺少的是刻度尺．
（2）用公式$\frac{m{v}^{2}}{2}$=mgh进行验证时，对纸带上起点的要求是初速度为零，为此目的，所选纸带的第．所选纸带的第一、二两点间距应接近2mm．
（3）如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是下图中的D，其斜率等于g 的数值．

Answer 1

分析 书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．
根据初速度为零，结合运动学公式，即可求解第一、二两点间距；
利用v²-h图线处理数据，如果mgh=$\frac{1}{2}$ mv²，那么$\frac{1}{2}$v²-h图线的斜率就等于g．

解答 解：（1）其中不必要的器材是：秒表，通过打点计时器打出的点可以计算时间．
天平，因为我们是比较mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平．
缺少的是刻度尺，我们需要刻度尺测量计数点间的距离．
（2）用公式$\frac{1}{2}$ mv²=mgh进行验证时，对纸带上起点的要求是初速度为零，所以所选纸带的第一、二两点间距应接近h=$\frac{1}{2}$gt²=$\frac{1}{2}$×10×0.02²m=0.002m=2mm．
（3）利用v²-h图线处理数据，如果mgh=$\frac{1}{2}$ mv²，那么 $\frac{1}{2}$v²=gh，
知$\frac{1}{2}$v²-h图线是过原点的倾斜直线，图线的斜率为重力加速度g．
故答案为：（1）秒表、天平，刻度尺；（2）初速度为零，2mm；（3）D，g．

点评 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．