Question

6．（1）為了完成《驗證機械能守恒定律》實驗，實驗室已經(jīng)準備了電火花打點計時器、導(dǎo)線、鐵架臺、重錘、夾子、紙帶，請問還需要哪些器材，請從下列器材中選取AD（填序號）
A、220v交流電源            B、低壓交流電源
C、天平                     D、毫米刻度尺
（2）在接通電源、釋放紙帶前，某同學(xué)開始實驗的情形如圖所示，已知鐵架臺放在水平桌面上，打點計時器豎直放置，請指出圖中的不合理之處（至少兩點）
①重錘未緊靠打點計時器
②釋放時手應(yīng)該抓住紙帶的上端并使紙帶豎直
（3）該同學(xué)在改正錯誤之后，得到一條點跡清晰的紙帶，如圖所示，利用紙帶上的數(shù)據(jù)完成表格，來驗證機械能守恒定律（已知當?shù)氐闹亓�加速度�?.8m/s²，打點計時器的工作頻率為50Hz，已用天平稱量得到重錘的質(zhì)量為0.3kg）

	O	A	B	C	D	E
x/cm	0.00	2.55	5.31	8.55	12.10	16.11
v/m•s-1	-	1.33	1.49	1.70	1.89	-
Ek/J	-	0.264	0.333	0.432	0.536	-
Ep/J	-	-0.075	-0.157	-0.251	-0.356	-
E/J	-	0.189	0.176	0.181	0.180	-

（4）另一個同學(xué)看到這個紙帶，說還可以通過作圖法來分析處理數(shù)據(jù)，各測量點到第一點的距離用h表示，對應(yīng)的速度用v表示，以$\frac{v^2}{2}$為縱坐標，以gh為橫坐標，根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)繪出$\frac{v^2}{2}$-gh的圖象應(yīng)該為A
A、一條過原點的直線，斜率等于1
B、一條過原點的直線，斜率略小于1
C、一條不過原點的直線，斜率等于1
D、一條不過原點的直線，斜率略小于1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）根據(jù)實驗操作中的注意事項確定不正確的操作步驟．
（3）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而得出B點的動能，結(jié)合下降的高度求出重力勢能，從而得出機械能．
（4）根據(jù)機械能守恒 得出$\frac{{v}^{2}}{2}-gh$的關(guān)系式，從而確定正確的圖線．

解答 解：（1）電火花打點計時器使用220V的交流電源，實驗中驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，兩端都有質(zhì)量，可以約去，所以不需要天平．實驗中需要刻度尺測量點跡間的距離，從而得出下降的高度以及求出瞬時速度的大�。�故選：AD．
（2）實驗中的不合理地方：）①重錘未緊靠打點計時器；
②釋放時手應(yīng)該抓住紙帶的上端并使紙帶豎直．
（3）B點的瞬時速度為：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（8.55-2.60）×1{0}^{-2}}{0.04}m/s=1.49m/s$，
動能為：${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.3×1.4{9}^{2}≈0.333J$，
勢能為：E_p=-mgh=-0.3×9.8×0.0535J=-0.157J，
則機械能為：E=0.333-0.157J=0.176J．
（4）根據(jù)mgh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$知，$\frac{{v}^{2}}{2}=gh$，可知$\frac{{v}^{2}}{2}-gh$圖線為過原點的傾斜直線，斜率k=1．故選：A．
故答案為：（1）AD；（2）①重錘未緊靠打點計時器；②釋放時手應(yīng)該抓住紙帶的上端并使紙帶豎直；（3）1.49，0.333，-0.157，0.176；（4）A．

點評 通過《驗證機械能守恒定律》實驗，考查學(xué)生實驗器材的選取，實驗操作的注意事項，實驗數(shù)據(jù)的處理，實驗誤差的分析等，難度中等．