Question

（1）利用圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的試驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h．某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案．正確的是

D

．
a．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v=gt計算出瞬時速度v₀
b．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=

2gh

計算出瞬時速度
c．根據做勻速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后
相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度，并通過計算出高度h
d．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據做勻速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v₀
（2）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中發現，重錘減少的重力勢能總是大于重錘增加的動能，其原因主要是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用，我們可以通過該實驗裝置測定該阻力的大小．若已知當地重力加速度為g，還需要測量的物理量是

相鄰的兩計數點距離x1、x2，相鄰計數點時間間隔t，重錘質量m

（寫出名稱和符號），重錘在下落過程中受到的平均阻力的大小F=

m（g-

x2-x1

t2

）

．

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．
驗證實驗過程中不能把要驗證的結論拿來應用．

解答：解：（1）物體由靜止開始自由下落過程中受到空氣阻力和紙帶與打點計時器的摩擦阻力作用，不是自由落體運動，v=gt，v=

2gh

，都是自由落體運動的公式．故A、B錯誤．
C、物體下落的高度是用米尺測量的，不是計算的，故c錯誤．
D、為驗證機械能守恒定律的實驗測量方案，故正確．
故選D．
（2）還需要測量的物理量是：相鄰的兩計數點距離x1、x2，相鄰計數點時間間隔t，重錘質量m．
根據運動學公式得：△x=at²，
a=

x2-x1

t2

根據牛頓第二定律得：
mg-f=ma=m

x2-x1

t2

f=m（g-

x2-x1

t2

）
故答案為：（1）D
（2）相鄰的兩計數點距離x1、x2，相鄰計數點時間間隔t，重錘質量m．
m（g-

x2-x1

t2

）

點評：了解實驗的原理和方法．
能夠通過受力分析和牛頓第二定律結合起來研究問題．