Question

用自由落體法驗證機械能守恒定律的實驗中：

(1)運用公式＝mgh對實驗條件的要求是              ；
(2)若實驗中所用重物的質量m＝1 kg.打點紙帶如圖所示，打點時間間隔為T="0.02" s，則記錄B點時，重物速度v_B＝________m/s，重物動能E_k＝________J，從開始下落起至B點時重物的重力勢能減少量是__________J，由此可得出的結論是__________________________；(結果保留三位有效數字，g取9.8 m/s²)

(3)根據紙帶算出相關各點的速度v，量出下落距離h，則以為縱軸、以h為橫軸畫出的圖象應是下圖中的（    ）

Answer 1

（1） 打第一個點時重物的速度為零 （2） 0.590  0.174   0.172   在實驗誤差范圍內，重物的機械能守恒（3）C

試題分析：（1）用公式時，對紙帶上起點的要求是重錘是從初速度為零開始，
（2）利用勻變速直線運動的推論，
重錘的動能
從開始下落至B點，重錘的重力勢能減少量．
得出的結論是在誤差允許范圍內，重物下落的機械能守恒．
（3）利用圖線處理數據，從理論角度物體自由下落過程中機械能守恒可以得出：，即；所以以為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應是過原點的傾斜直線，也就是圖中的C．
故選C．
點評：運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規問題．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．利用圖象問題結合數學知識處理物理數據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．