Question

17．利用圖所示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測(cè)量物體由靜止開(kāi)始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h，某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案．
A．用刻度尺測(cè)出物體下落高度h，并測(cè)出下落時(shí)間t，通過(guò)v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v．
B．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并通過(guò)v=$\sqrt{2gh}$ 計(jì)算出瞬時(shí)速度．
C．根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度，并通過(guò)h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$計(jì)算出高度h．
D．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v．
（1）以上方案中只有一種最合理，最合理的是D．（填入上述相應(yīng)的字母）
（2）要使該實(shí)驗(yàn)誤差盡量小，下述注意點(diǎn)正確的是ab
（填入下述相應(yīng)的字母）．
a．使重物的質(zhì)量越大越好，但懸掛時(shí)不能拉斷紙帶
b．選用電火花計(jì)時(shí)器比電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器更好，可減小阻力影響
c．測(cè)長(zhǎng)度時(shí)保持紙帶懸掛狀態(tài)，刻度尺的讀數(shù)更準(zhǔn)確
d．紙帶上留下的點(diǎn)越大越好
e．紙帶長(zhǎng)一點(diǎn)更好．

Answer 1

分析 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)．因?yàn)槲覀冎�道自由落體運(yùn)動(dòng)只受重力，機(jī)械能就守恒．如果把重物看成自由落體運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗(yàn)證呢．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)．因?yàn)槲覀冎�道自由落體運(yùn)動(dòng)只受重力，機(jī)械能就守恒．如果把重物看成自由落體運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗(yàn)證呢．其中ABC三項(xiàng)都是運(yùn)用了自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解的，故ABC錯(cuò)誤，D正確．
（2）要使該實(shí)驗(yàn)誤差盡量小，則需要盡量減小阻力；
a、使重錘的質(zhì)量盡可能大些，但懸掛時(shí)不能拉斷紙帶，從而盡量減小阻力，故a正確；
b、選用電火花計(jì)時(shí)器比電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器更好，可減小阻力影響，故b正確；
c、測(cè)長(zhǎng)度時(shí)保持紙帶懸掛狀態(tài)，刻度尺的讀數(shù)會(huì)不準(zhǔn)確，增大實(shí)驗(yàn)誤差，故c錯(cuò)誤；
d、紙帶上留下的點(diǎn)越大越不好，說(shuō)明受到的阻力較大，故d錯(cuò)誤；
e、紙帶長(zhǎng)短與減小實(shí)驗(yàn)誤差沒(méi)有關(guān)系，故e錯(cuò)誤；
故選：（1）D；（2）ab．

點(diǎn)評(píng) 我們做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不能用驗(yàn)證的物理規(guī)律和探究的物理結(jié)論去求解問(wèn)題．
紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(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．