Question

10．某實驗小組利用100g重錘和如圖a所示裝置來驗證機械能守恒定律；已知當?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²．
（1）對于該實驗，以下說法正確的是：AB
A、實驗時，應(yīng)該先閉合電源再松開紙帶
B、需要的實驗器材有刻度尺、低壓交流電源，而不需要秒表．
C、若某點距初始下落點間距為h，則該點的速度可以用v=$\sqrt{2gh}$計算
D、實驗時只要點跡清晰，就可以運用公式mg△h=$\frac{1}{2}$mv²來驗證機械能守恒．
E、在做勻速圓周運動的“天宮一號飛船”中，可以用該裝置來驗證機械能守恒定律
（2）若采用作圖法來驗證機械能守恒定律，如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以h（h為各點到初始點O的距離）為橫軸，單位采用國際單位，畫出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖象，理論上圖象的斜率表示當?shù)刂亓�加速度．某同學實際操作過程中做出如圖（b）的圖象，則該同學實驗過程中存在平均阻力大小約為0.02N．

Answer 1

分析 （1）A、先接通電源，后釋放紙帶；
B、打點計時器記錄點與點間的時間，不需要秒表；
C、利用平均速度公式，來求得瞬時速度大�。�
D、只有當初速度為零時，才能由公式mg△h=$\frac{1}{2}$mv²來驗證機械能是否守恒；
E、天宮一號飛船處于失重，無法下落．
（2）在不計阻力情況下，根據(jù)減小的重力勢能等于增加的動能的表達式，結(jié)合圖象斜率的含義，即可求解；若存在阻力，則利用牛頓第二定律，結(jié)合理論加速度，即可求解．

解答 解：（1）實驗時，應(yīng)該先閉合電源再松開紙帶，這樣便于紙帶充分利用，故A正確；
B、需要的實驗器材有刻度尺、低壓交流電源，但不需要秒表，打點計時器能計算出點與點間的時間，故B正確；
C、某點距初始下落點間距為h，則該點的速度可以用v=$\overline{v}$=$\frac{s}{t}$，不能運用v=$\sqrt{2gh}$計算，否則達不到實驗驗證的目的，反而是理論推導，故C錯誤；
D、實驗時只要點跡清晰，且第一、二點間距約為2mm，就可以運用公式mg△h=$\frac{1}{2}$mv²來驗證機械能守恒
，故D錯誤；
E、在做勻速圓周運動的“天宮一號飛船”中，處于失重現(xiàn)象，因此重物不會下落，故E錯誤；
（2）若不計阻力情況下，則有：mgh=$\frac{1}{2}$mv²．
如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以h（h為各點到初始點O的距離）為橫軸，單位采用國際單位，
那么圖象的斜率k=g，即為當?shù)刂亓�加速度�?br />某同學實際操作過程中做出如圖（b）的圖象，求得圖象的斜率k′=$\frac{4.8}{0.5}$=9.6．
那么實驗重力加速度a=9.6m/s²．
已知當?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²．
根據(jù)牛頓第二定律，則有：mg-f=ma
因此有：f=mg-ma=0.1×（9.8-9.6）=0.02N
故答案為：（1）AB； （2）當?shù)刂亓�加速度�?nbsp;（3）0.02．

點評 考查實驗的原理，及操作步驟中注意的事項，同時掌握理論推導與實驗驗證的區(qū)別，并理解圖象斜率的含義．