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，对纸带上的点 痕进行测量，据此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．用天平测出重锤的质量；
D．释放纸带，立即接通电源开关打出一条纸带；
E．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．
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是

BCD

．（将其选项对应的字母填在横处）
（2）在验证机械能守恒定律的实验中，若以

1

2

v²为纵轴，以h为横轴，根据实验数据
绘出

1

2

v²---h的图象应是

过原点的倾斜直线

，才能验证机械能守恒定律；

1

2

v²---h 图象的斜率等于

重力加速度

的数值．

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）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错误．
D：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．
开始记录时，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D错误．
故选BCD．
（2）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

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．
那么

1

2

v²-h图线的斜率就等于重力加速度g．
故答案为：
（1）BCD；（ 2）过原点的倾斜直线    重力加速度．

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．