Question

7．“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)可以采用如圖1所示的甲或乙方案來(lái)進(jìn)行．

（1）比較這兩種方案，甲（選填“甲”或“乙”）實(shí)驗(yàn)方案好些；
（2）如圖2是該實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，測(cè)得每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2中所示，已知每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=0.1s．物體運(yùn)動(dòng)的加速度a=4.83m/s²（運(yùn)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；該紙帶是采用乙（選填“甲”或“乙”）實(shí)驗(yàn)方案得到的．
 （3）某同學(xué)利用甲方案實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)畫(huà)出重錘的速度v²與下落高度h的圖線如圖3所示，圖線的斜率應(yīng)近似等于A．
A.19.6    B.9.80     C.4.90
圖線未過(guò)原點(diǎn)O的原因是開(kāi)始時(shí)，物體已經(jīng)具有了動(dòng)能．

Answer 1

分析 （1）解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)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)，能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量進(jìn)行選擇；
（2）紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用逐差法可以求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度；
（3）根據(jù)機(jī)械能守恒有$\frac{1}{2}$v²=mgh，因此在以$\frac{1}{2}$v²為縱軸，以h為橫軸的圖線中，斜率表示重力加速度，圖線不過(guò)原點(diǎn)，說(shuō)明開(kāi)始時(shí)，物體已經(jīng)具有了動(dòng)能

解答 解：（1）機(jī)械能守恒的前提是只有重力做功，實(shí)際操作的方案中應(yīng)該使摩擦力越小越好．故甲方案好一些．
（2）采用逐差法求解加速度．
x₄-x₂=2a₁T²，
x₃-x₁=2a₂T²，
a=$\frac{{x}_{4}+{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{4{T}^{2}}$=4.83 m/s²
因a遠(yuǎn)小于g，故為斜面上小車下滑的加速度．所以該紙帶采用圖乙所示的實(shí)驗(yàn)方案．
（3）根據(jù)機(jī)械能守恒有v²=2gh，因此在以v²為縱軸，以h為橫軸的圖線中，斜率表示重力加速度的兩倍，k=2g=19.6，故選：A
圖線不過(guò)原點(diǎn)，說(shuō)明開(kāi)始時(shí)，物體已經(jīng)具有了動(dòng)能．
故答案為：（1）甲；（2）4.83 m/s²；乙；（3）A；開(kāi)始時(shí)，物體已經(jīng)具有了動(dòng)能

點(diǎn)評(píng) 書(shū)本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚，同時(shí)我們要加強(qiáng)物理基本規(guī)律在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．