用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn):
(1)為進(jìn)行該實(shí)驗(yàn),備有下列器材可供選擇:鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、復(fù)寫紙片、紙帶、低壓直流電源、彈簧秤、秒表、導(dǎo)線、開關(guān).其中不必要的器材是
 
,缺少的器材是
 

(2)需要測量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h,某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,設(shè)計(jì)了以下四種測量方案.
A.用刻度尺測出物體下落高度h,并測出下落時(shí)間t,通過v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v.
B.用刻度尺測出物體下落的高度h,并通過v=
2gh
計(jì)算出瞬時(shí)速度.
C.根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度,等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測算出瞬時(shí)速度,并通過h=
v2
2g
計(jì)算出高度h.
D.用刻度尺測出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度,等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測算出瞬時(shí)速度v.
①以上方案中只有一種最合理,最合理的是
 
.(填入上述相應(yīng)的字母)
②要使該實(shí)驗(yàn)誤差盡量小,下述注意事項(xiàng)正確的是
 
(填入下述相應(yīng)的字母)
A.使重錘的質(zhì)量盡可能大些,但懸掛時(shí)不能拉斷紙帶
B.選用電火花計(jì)時(shí)器比電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器更好,可減小阻力影響
C.測長度時(shí)保持紙帶懸掛狀態(tài),刻度尺的讀數(shù)更準(zhǔn)確
D.紙帶上留下的點(diǎn)越大越好
E.紙帶長一點(diǎn)更好.
分析:(1)通過實(shí)驗(yàn)的原理出發(fā),確定所需測量的物理量,從而確定所需的器材,以及不必要的器材.
(2)解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理,了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng).
該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn).因?yàn)槲覀冎雷杂陕潴w運(yùn)動(dòng)只受重力,機(jī)械能就守恒.如果把重物看成自由落體運(yùn)動(dòng),再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度,那么就不需要驗(yàn)證呢.
解答:解:(1)該實(shí)驗(yàn)中,要有做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體重錘;通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來記錄物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間,不需要秒表,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要的是交流電源,因此低壓直流電源不需要,缺少低壓交流電源,由于驗(yàn)證機(jī)械能公式中可以把物體質(zhì)量約掉,因此不需要天平,同時(shí)實(shí)驗(yàn)中缺少刻度尺.
(2)①該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn).因?yàn)槲覀冎雷杂陕潴w運(yùn)動(dòng)只受重力,機(jī)械能就守恒.如果把重物看成自由落體運(yùn)動(dòng),再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度,那么就不需要驗(yàn)證呢.其中ABC三項(xiàng)都是運(yùn)用了自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解的,故ABC錯(cuò)誤,D正確.
②要使該實(shí)驗(yàn)誤差盡量小,則需要盡量減小阻力;
A、使重錘的質(zhì)量盡可能大些,但懸掛時(shí)不能拉斷紙帶,從而盡量減小阻力,故A正確;
B、選用電火花計(jì)時(shí)器比電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器更好,可減小阻力影響,故B正確;
C、測長度時(shí)保持紙帶懸掛狀態(tài),刻度尺的讀數(shù)會(huì)不準(zhǔn)確,增大實(shí)驗(yàn)誤差,故C錯(cuò)誤;
D、紙帶上留下的點(diǎn)越大越不好,說明受到的阻力較大,故D錯(cuò)誤;
E、紙帶長短與減小實(shí)驗(yàn)誤差沒有關(guān)系,故E錯(cuò)誤;
故答案為:(1)不必要的器材有:秒表、低壓直流電源、天平.
缺少的器材是:低壓交流電源、刻度尺與重鍾.
(2)故選:①D;②AB.
點(diǎn)評(píng):我們做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)過程中,不能用驗(yàn)證的物理規(guī)律和探究的物理結(jié)論去求解問題.
紙帶法實(shí)驗(yàn)中,若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng),測得紙帶上的點(diǎn)間距,利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論,可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度,從而求出動(dòng)能.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解