Question

用落體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)

（1）為進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，備有下列器材可供選擇鐵架臺(tái)．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．復(fù)寫紙片、紙帶、低壓直流電源．天平、秒表、導(dǎo)線、開關(guān)．其中不必要的器材是

天平、秒表、低壓直流電源

．缺少的器材是

重錘、直尺、低壓交流電源（或交流電源）

．
（2）若實(shí)驗(yàn)中所用重物的質(zhì)量m=1㎏，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，打出的紙帶如圖5-5-14所示，O．A．B．C．D為相鄰的幾點(diǎn)，測(cè)的OA=0.78cm．OB=1.79cm．OC=3.14cm．OD=4.90cm，查出當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，則重物在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能E_AB=

0.174

 J．從開始下落到B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能減少量是

0.175

J，由此得出的結(jié)論是

在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)減少的物體重力勢(shì)能等于其增加的動(dòng)能，物體自由下落過程中機(jī)械能守恒

．
（3）根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度v量出下落的距離h，以

v2

2

為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應(yīng)是圖2中的

C

，就證明機(jī)械能是守恒的，圖象的些率代表的物理量是

重力加速度

．

Answer 1

分析：（1）書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚；
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出B點(diǎn)的速度大小，即可進(jìn)一步求出動(dòng)能的增加量，根據(jù)重力做功和重力勢(shì)能之間的關(guān)系，可以求出重力勢(shì)能的減小量；
（3）利用v²-h圖線處理數(shù)據(jù)，如果mgh=

1

2

mv²那么

1

2

v²-h圖線的斜率就等于g．

解答：解：（1）其中不必要的器材是：秒表，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)可以計(jì)算時(shí)間；天平，因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、

1

2

mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平；
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，故不必要的器材是低壓直流電源；
缺少的是刻度尺，我們需要刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，重錘，低壓交流電源．
故答案為：天平、秒表、低壓直流電源，重錘、直尺、低壓交流電源（或交流電源）．
（2）B點(diǎn)的速度為：
vB=

xOC-xOA

2T

=0.59m/s．
動(dòng)能的增量為：△Ek=

1

2

m

v

2 B

=0.174J
重力勢(shì)能的減小量為：△E_p=mgh=0.175J
故答案為：0.174，0.175，．
（3）利用

1

2

v²-h圖線處理數(shù)據(jù)，如果mgh=

1

2

mv²那么圖線應(yīng)該是過原點(diǎn)的直線，斜率就等于g．
故選C．
故答案為：C、g．

點(diǎn)評(píng)：利用圖象問題結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)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．