Question

15．用落體法驗證機械能守恒定律的實驗中．
①運用公式$\frac{1}{2}m{v^2}$=mgh對實驗條件的要求是在打第一個點時，重錘恰好由靜止開始下落．
②某同學實驗步驟如下：
A．用天平準確測出重錘的質量；    
B．把打點定時器架在鐵架臺上，并接上直流電源；
C．將紙帶一端固定在重錘上，另一端穿過打點定時器的限位孔，使重錘靠近打點定時器；
D．先釋放重錘，后接通電源；      
E．取下紙帶，再重復幾次；
F．選擇紙帶，測量紙帶上某些點間的距離G．根據測量結果進行計算
你認為實驗步驟中多余的步驟A；錯誤的步驟BD；（填序號）
③根據實驗的紙帶算出相關各點的速度v，算出下落的距離h；以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱坐標，以h為橫軸畫出的圖線應是圖中的B就證明機械能是守恒的，圖象的斜率代表的物理量是重力加速度．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理，知道實驗中應測量的物理量，同時注意各儀器的正確使用；
（2）根據需要驗證的方程mgh=$\frac{1}{2}$mv²根據數學$\frac{{v}^{2}}{2}$-h選擇圖象，并分析斜率的意義．

解答 解：②多余的步驟是：
因為我們是比較mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關系，故m可約去比較，不需要用天平．故A沒有必要．故選A．
操作不恰當的步驟是：
應將打點計時器接到電源的交流輸出端上，故B錯誤．
開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數據的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差，故D錯誤．
故選：BD．
③本實驗需要驗證的方程是 mgh=$\frac{1}{2}$mv² 即$\frac{1}{2}$v²=gh，$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖象是過原點的直線，故選B．
根據數學可知：圖象斜率等于重力加速度g．
故答案為：②A，BD； ③B，重力加速度

點評 本題考查驗證機械能守恒定律的實驗，對于基礎實驗要從實驗原理出發(fā)去理解，要親自動手實驗，深刻體會實驗的具體操作，不能單憑記憶去理解實驗．而利用圖象問題結合數學知識處理物理數據是實驗研究常用的方法．我們更多的研究直線圖形，找出其直線的斜率和截距．