Question

18．如圖1，在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，

（1）除鐵架臺(tái)、鐵夾、交流電源、紙帶、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和重物外，還需選用下述哪種儀器？B
A．秒表    B．刻度尺     C．天平      D．彈簧秤
（2）該實(shí)驗(yàn)裝置中的一處需要改正：重物沒(méi)有靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（或電火花計(jì)時(shí)器放得過(guò)高）
（3）如圖2，某同學(xué)改正裝置后得到了一條紙帶，下列正確的是A
A．紙帶上點(diǎn)密集的一端是與重物相連的
B．紙帶上點(diǎn)稀疏的一端是與重物相連的
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)先松開(kāi)紙帶，再接通電源打點(diǎn)
D．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先平衡摩擦
（4）某同學(xué)一次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得如圖所示三段位移，O點(diǎn)為起始點(diǎn)，已知相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T(mén)，則他需要驗(yàn)證的表達(dá)式為g（s₀+s₁）=$\frac{（{s}_{1}+{s}_{2}）^{2}}{32{T}^{2}}$．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)需要用刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離．
（2）重物應(yīng)該靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后先接通電源再放開(kāi)紙帶．
（4）利用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度，從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量，從而即可求解．

解答 解：（1）為了測(cè)得重物下落的加速度，需要用刻度尺測(cè)出紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，而秒表是由計(jì)時(shí)器來(lái)算出，
對(duì)于天平，等式兩邊質(zhì)量可以約去，實(shí)驗(yàn)用不到彈簧秤，故ACD錯(cuò)誤，B正確；
故選：B．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，由圖示可知：重物沒(méi)有靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，這是錯(cuò)誤的．
（3）A、由圖示可知，左端相鄰點(diǎn)間的距離小，即在相等時(shí)間內(nèi)的位移小，由此可知，重物與紙帶的左端相連，即帶上點(diǎn)密集的一端是與重物相連的，故A正確，B錯(cuò)誤；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，然后再放開(kāi)紙帶，故C錯(cuò)誤；
D、實(shí)驗(yàn)時(shí)不需要平衡摩擦力，故D錯(cuò)誤；
故選：A．
（4）從紙帶上可以看出0點(diǎn)為打出來(lái)的第一個(gè)點(diǎn)，速度為0，重物自由下落，初速度為0，
重力勢(shì)能減小量△E_p=mg（s₀+s₁）；
利用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論
v_C=$\frac{{x}_{AE}}{4T}$=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{4T}$
動(dòng)能增加量表達(dá)式為△E_K=$\frac{1}{2}$mv_C²=$\frac{1}{2}m（\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{4T}）^{2}$
因此只需要驗(yàn)證mg（s₀+s₁）=$\frac{1}{2}m（\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{4T}）^{2}$
即為g（s₀+s₁）=$\frac{（{s}_{1}+{s}_{2}）^{2}}{32{T}^{2}}$，就可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒，
故答案為：（1）B；（2）重物沒(méi)有靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（或電火花計(jì)時(shí)器放得過(guò)高）；
（3）A；（4）g（s₀+s₁）=$\frac{（{s}_{1}+{s}_{2}）^{2}}{32{T}^{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)誤差分析等問(wèn)題，掌握實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)即可正確解題；運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能、重力勢(shì)能的定義式解決問(wèn)題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問(wèn)題，知道利用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度．