Question

【題目】某實驗小組分別設(shè)計了如圖甲、乙、丙所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律。

（1）經(jīng)分析比較后，其中最理想的實驗裝置是 （選填“甲”“乙”“丙”）．

（2）下圖是利用最理想的實驗裝置進(jìn)行實驗得到的一條紙帶，圖中點1是打點計時器打出的第一個點，其他各點是緊接著連續(xù)打出的點，如果發(fā)現(xiàn)第1、2兩點之間 的距離明顯大于2mm，這是因為實驗操作時 ．

（3）已知重錘的質(zhì)量為m，相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為T，僅考慮出現(xiàn)（2）所述情況所帶來的影響時，設(shè)從打第1點到打第6點過程中重錘減少的重力勢能為，則下列關(guān)系式正確的是 （填選項前的字母）

A． B． C．

（4）若實驗操作正確，某同學(xué)根據(jù)公式計算出從第1點到第6點重錘動能增加量，由計算出重力勢能的減少量，再根據(jù)得出重錘在下落過程中機械能守恒的結(jié)論，則該探究過程是 （選填 “合理”或“不合理”）的，理由是 ．

Answer 1

【答案】

【解析】（1）甲 （2）先釋放紙帶后接通電源 （3）C （4）不合理，應(yīng)根據(jù)計算打第6點時的速度，然后計算第6點對應(yīng)的動能．

試題分析：（1）圖乙中，重錘離打點計時器太遠(yuǎn)，只能在紙帶的后半部分打點，紙帶的利用率太低，不利于減小實驗誤差；圖丙中用手進(jìn)行紙帶的固定一方面，由于手的抖動會造成紙帶上的第一個點跡被拖長或位置不能確定；另一方面不便于將紙帶調(diào)整為豎直方向，會導(dǎo)致紙帶與打點計時器限位孔之間產(chǎn)生過大的摩擦，故甲裝置是最理想的．

（2）根據(jù)自由落體運動規(guī)律可知，若“1”為所打的第一個點，則第1、2兩點之間的距離h=12gt2，大約為2mm，如果發(fā)現(xiàn)打下的第1、2兩點之間的距離大約為4mm，這是因為實驗時釋放紙帶前未打開電源，也就是打第一個點時紙帶已經(jīng)有了速度即操作中先釋放紙帶后接通電源．

（3）由于開始計時時物體已經(jīng)具有一定的速度，因此從打第1點到打第6點過程中重錘減少的重力勢能小于打“6”點時的動能，故A、B錯誤，C正確．

（4）該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗．因為我們知道自由落體運動只受重力，機械能就守恒．如果把重物看成自由落體運動，再運用自由落體的規(guī)律v2=2gh求解速度，那么就不需要驗證了，應(yīng)該根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，求出“6”點速度為，然后計算第6點對應(yīng)的動能．