Question

9．利用如圖所示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時，需要測量重物由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h．
①某同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案．
a．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v=gt，計算出瞬時速度v．
b．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=$\sqrt{2gh}$計算出瞬時速度v．
c．根據(jù)做勻變速直線運動時，紙帶上某點的瞬時速度等于
這點前后相鄰兩點間的平均速度v，測算出瞬時速度，并通過2gh=v²，計算得出高度h．
d．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v．
以上方案中只有一種正確，正確的是d．（填入相應的字母序號）
②實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是紙帶通過打點計時器的摩擦阻力，使重錘獲得的動能往往小于它所減小的重力勢能（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
③如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖線是一條通過坐標原點的傾斜直線，該直線的斜率是g．

Answer 1

分析 ①該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗．因為我們知道自由落體運動只受重力，機械能就守恒．如果把重物看成自由落體運動，再運用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗證．
②阻力的存在，重力勢能的減小量一部分轉(zhuǎn)化為動能的增加量，一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
③根據(jù)機械能守恒得出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h的表達式，結(jié)合表達式得出圖線的斜率．

解答 解：①該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗．因為我們知道自由落體運動只受重力，機械能就守恒．如果把重物看成自由落體運動，再運用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗證呢．
其中a、b、c三項都是運用了自由落體的運動規(guī)律求解的，故abc錯誤．故選：d．
②由于阻力的存在，重錘獲得的動能小于減小的重力勢能，還有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
③根據(jù)mgh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$得：$\frac{{v}^{2}}{2}=gh$，則$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖線的斜率等于g．
故答案為：①d；②小于；③g（或重力加速度）

點評 該題考查驗證機械能守恒定律的實驗步驟和實驗需要的器材，屬于記憶性的知識，要求我們對此有準確的記憶．屬于簡單題．