Question

19．如圖所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，用重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可驗證機(jī)械能守恒定律．實驗中需要測量物體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． 某同學(xué)對實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案，這些方案中正確的是（　�。�

• A． 用刻度尺測出物體下落高度h，由打點間隔數(shù)算出下落時間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，測算出瞬時速度v，并通過h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$ 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

Answer 1

分析 本實驗通過驗證減少的重力勢能mgh是否與增加的動能$\frac{1}{2}$mv²相等，來驗證機(jī)械能是否守恒，在處理數(shù)據(jù)時，高度h必須用刻度尺測量，速度v必須根據(jù)v=$\frac{x}{t}$來求，不能通過運動學(xué)公式來算出，否則得不到實驗驗證．

解答 解：A、B、瞬時速度應(yīng)由紙帶根據(jù)v=$\frac{x}{t}$求出，因為重物下落過程中受到阻力作用，實際加速度小于當(dāng)?shù)刂亓�加速度，不能用v=$\sqrt{2gh}$ 來求速度，故AB錯誤；
C、應(yīng)用米尺量出紙帶下落高度，不能用h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$求高度，故C錯誤；
D、下落高度應(yīng)用米尺測量，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，測出瞬時速度，故D正確．
故選：D

點評 明確各種實驗儀器的使用方法和實驗的實驗原理是解決實驗問題的關(guān)鍵，掌握瞬時速度通過實驗數(shù)據(jù)算出，而不是理論推算，下落高度是通過刻度尺來測量而得．