15.如圖1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.
①已準(zhǔn)備的器材有打點計時器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物,此外還需要的器材是D(填字母代號).
A.直流電源、天平及砝碼 B.直流電源、毫米刻度尺
C.交流電源.天平及砝碼 D.交流電源、毫米刻度尺
②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,這些方案中合理的是:D.
A.用刻度尺測出物體下落的高度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.報據(jù)做勻變速直線運(yùn)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(yùn)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
③安裝好實驗裝置,正確進(jìn)行實驗操作,從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶,如圖2所示.圖中O點為打點起始點,且速度為零.選取紙帶上打出的連續(xù)點A、B、C、…作為計數(shù)點,測出其中E、F、G點距起始點O的距離分別為h
1、h
2、h
3.已知重錘質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,計時器打點周期為T.為了驗證此實驗過程中機(jī)械能是否守恒,需要計算出從O點到F點的過程中,重錘重力勢能的減少量△E
p=mgh
2,動能的增加量△E
k=$\frac{m({h}_{3}-{h}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$(用題中所給字母表示)
④實驗結(jié)果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量子,關(guān)于這個誤差下列說法正確的是BD.
A.該誤差屬于偶然誤差
B.該誤差屬于系統(tǒng)誤差
C.可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差
D.可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差
⑤某同學(xué)在實驗中發(fā)現(xiàn)重錘增加的動能略小于重錘減少的重力勢能,于是深入研究阻力對本實驗的影響.若重錘所受阻力為f.重錘質(zhì)量為m,重力加速度為g.他測出各計數(shù)點到起始點的距離h,并計算出各計數(shù)點的速度v,用實驗測得的數(shù)據(jù)繪制出v
2-h圖線,如圖3所示,圖象是一條直線,此直線斜率k=$\frac{2(mg-f)}{m}$(用題中字母表示).
已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s
2,由圖線求得重錘下落時受到阻力與重錘所受重力的百分比為$\frac{f}{mg}$=2.0% (保留兩位有效數(shù)字).