Question

如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平．回答下列問題：
（1）為完成此實驗，除了所給的器材外，還需要的器材有

AD

．（填入正確選項前的字母）
A．米尺   B．秒表   C．低壓直流電源  D．低壓交流電源
（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“直流輸出”上．
C．用天平測出重錘的質量．
D．先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶，再更換紙帶重復多次．
E．選擇一條合適的紙帶，測量紙帶上某些點間的距離．
F．根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
其中操作不當的步驟是

B

，非必需的步驟是

C

．
（3）如果以v²為縱軸，以h為橫軸，根據實驗數據繪出的v²-h圖象，該圖象是

過原點的傾斜直線

，該圖線的斜率等于

2g

．

Answer 1

分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．
對于物理量線性關系圖象的應用我們要從兩方面：1、從物理角度找出兩變量之間的關系式2、從數學角度找出圖象的截距和斜率，兩方面結合解決問題．

解答：解：（1）通過打點計時器計算時間，故不需要秒表．
打點計時器應該與交流電源連接．
需要刻度尺測量紙帶上兩點間的距離．
故選AD．
（2）B：將打點計時器應接到電源的“交流輸出”上，故B錯誤．
C：因為我們是比較mgh、

1

2

mv2的大小關系，故m可約去比較，不需要用天平，故C沒有必要．
（3）利用

1

2

v2-h圖線處理數據，物體自由下落過程中機械能守恒，mgh=

1

2

mv2，即v²=2gh
所以以v²為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應是過原點的傾斜直線．
那么v²-h圖線的斜率就等于重力加速度2g．
故答案為：（1）AD；（2）B；C；（3）過原點的傾斜直線；2g

點評：直線圖象中斜率和截距是我們能夠利用的信息．
要能夠找出斜率和截距的物理意義，我們必須要從物理角度找出兩個物理變量的關系表達式．