Question

6．如圖1為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．
①供選擇的重物有以下四個，應(yīng)選擇C．
A．質(zhì)量為100g的木球                B．質(zhì)量為10g的砝碼
C．質(zhì)量為200g的重錘                D．質(zhì)量為10g的塑料球

②下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器材
B．將打點計時器接到電源的“交流輸出”上
C．放開紙帶后，接通電源，使計時器在紙帶上打出點跡
D．測量紙帶上所選計數(shù)點間的距離
E．根據(jù)測量的結(jié)果驗證重錘下降過程中機械能是否守恒
以上操作一定有誤的一個步驟是C（填正確選項前的字母）
③根據(jù)打出的紙帶，可以間接測出計時器打下某點時所對應(yīng)的紙帶速度大小，選取紙帶上連續(xù)的五個點A、B、C、D、E，測出各點之間的距離如圖2所示．所使用交流電的頻率為f，則計算打下點C 時紙帶的速度v=$\frac{（{x}_{2}+{x}_{3}）f}{2}$（用x₁、x₂、x₃、x₄及f表示）
④實驗中重物增加的動能往往小于（填“大于”、“等于”或“小于”）它所減少的勢能，產(chǎn)生這種情況的主要原因是阻力的影響；
⑤根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點的速度v，量出下落距離h，則以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以h為橫軸畫出的圖象應(yīng)是圖中的哪一個C

Answer 1

分析 根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出C點的速度，實驗中，由于阻力的影響，重力勢能的減小量略大于動能的增加量．
根據(jù)機械能守恒得出$\frac{{v}^{2}}{2}$與h的表達式，結(jié)合表達式確定正確的圖線．

解答 解：①為了減小實驗的誤差，重錘選擇質(zhì)量大一些，體積小一些的．故選：C．
②操作錯誤的步驟是C，應(yīng)該先接通電源，再釋放紙帶．
③C點的瞬時速度${v}_{C}=\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{2T}=\frac{（{x}_{2}+{x}_{3}）f}{2}$．
④實驗中重物增加的動能往往小于減小的勢能，主要原因是阻力的影響．
⑤物體自由下落過程中，由機械能守恒可以得出：
mgh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，則$\frac{{v}^{2}}{2}=gh$，所以以$\frac{1}{2}$v²為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應(yīng)是過原點的傾斜直線，故選：C．
故答案為：①C，②C，③$\frac{（{x}_{2}+{x}_{3}）f}{2}$，④小于，阻力的影響，⑤C．

點評 本題關(guān)鍵從實驗原理出發(fā)，分析紙帶的選擇，數(shù)據(jù)處理，并能得出結(jié)論．利用圖象問題結(jié)合數(shù)學(xué)知識處理物理數(shù)據(jù)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．