Question

小昕所在的實(shí)驗(yàn)小組利用圖a 所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，打出的紙帶如圖b所示，O點(diǎn)速度為零，A、B、C、D、E、F是打出的連續(xù)的點(diǎn)，已知交流電的周期為T，BC間距離為s₁,CD 間距離為s₂,DE間距離為s₃，EF間距離為s₄。

（1）對于該實(shí)驗(yàn)，以下說法正確的是：                    
A. 應(yīng)該用天平測量重物的質(zhì)量
B．應(yīng)該用秒表測量重物下落的時間
C．選擇重錘時，應(yīng)該選擇質(zhì)量和體積都較大的
D．如果用電磁打點(diǎn)計(jì)時器，不能用4節(jié)干電池（一節(jié)干電池的電壓為1.5V）供電，只能接4-6V的交流電源
E．在作勻速圓周運(yùn)動的“神舟十號飛船”中，“王亞平”可以用圖a裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
F. 實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)該先閉合電源再松開紙帶
G．實(shí)驗(yàn)時，要從幾條打上點(diǎn)的紙帶中挑選第一、第二兩點(diǎn)之間的距離接近2cm且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測量。
（2）小華所在的實(shí)驗(yàn)小組則用該實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證動能定理，若還知道當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g,但紙帶B之前的點(diǎn)（不包含B點(diǎn)）模糊不清，請用題目所給的條件，寫出驗(yàn)證動能定理的符號表達(dá)式：                        （用題干所給的符號表示） 。實(shí)際上，在實(shí)驗(yàn)中總有重力所做的功       （動能的變化量）（填“> ,= ，<”），其原因是：                                 。
（3）小明所在的實(shí)驗(yàn)小組則用該實(shí)驗(yàn)裝置，采用作圖法來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，如果以v²為縱軸，以h（h為各點(diǎn)到初始點(diǎn)O的距離）為橫軸，下圖ABCD選項(xiàng)中是四個同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的v²—h圖線，則正確的圖像是：      ，根據(jù)正確的v²—h圖線，該圖線的斜率等于                 

（4）小紅所在的實(shí)驗(yàn)小組則利用該實(shí)驗(yàn)裝置打出的紙帶，還測出當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度，其符號表達(dá)式為 g=                      （用題干所給的符號表示）。

Answer 1

（1）DF （2）；>；由于重錘在下落過程中受到空氣阻力及紙帶和打點(diǎn)計(jì)時器之間存在摩擦阻力，阻力對重錘做負(fù)功，依動能定理：W_G-W_f=ΔE_K , 所以W_G>ΔE_K 。（3）C，當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?倍 （4）

試題分析：（1）在這個實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證機(jī)械能守恒，即減少的勢能與增加的動能之間的關(guān)系，由于都涉及到同一個物體的質(zhì)量，所以A不需要。通過打點(diǎn)計(jì)時器記錄物體運(yùn)動規(guī)律，所以B不需要。體積不能太大，以防止阻力太大，對實(shí)驗(yàn)造成影響。在太空中物體處于完全失重，所以太空中該方法不能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，所以答案為DF
（2）要計(jì)算出相應(yīng)點(diǎn)的速度，以及重力勢能變化量，設(shè)B點(diǎn)以后兩點(diǎn)距離分別為s1,s2,s3,s4
例如從C、E點(diǎn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，，動能變化量為，因此要動能定理的表達(dá)式為。不管用紙帶上那段去求，重力勢能減少量總是大于動能增加量，原因是由于各種阻力做功（3）根據(jù)機(jī)械能守恒定律則，所以圖像的斜率為2g
（4）根據(jù)，所以表達(dá)式為g=
點(diǎn)評：本題考察了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，數(shù)據(jù)測量等相關(guān)操作。