Question

9．利用如圖所示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測量重物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．
①某同學(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的高度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=$\sqrt{2gh}$計(jì)算出瞬時(shí)速度v．
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v，測算出瞬時(shí)速度，并通過2gh=v²，計(jì)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(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．
以上方案中只有一種正確，正確的是d．（填入相應(yīng)的字母序號(hào)）
②實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力，使重錘獲得的動(dòng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖線是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，該直線的斜率是g．

Answer 1

分析 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�道自由落體運(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．
②阻力的存在，重力勢能的減小量一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的增加量，一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
③根據(jù)機(jī)械能守恒得出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h的表達(dá)式，結(jié)合表達(dá)式得出圖線的斜率．

解答 解：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�道自由落體運(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a、b、c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．故選：d．
②由于阻力的存在，重錘獲得的動(dòng)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(diǎn)評(píng) 該題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)需要的器材，屬于記憶性的知識(shí)，要求我們對(duì)此有準(zhǔn)確的記憶．屬于簡單題．