Question

證機械能守恒定律”的實驗可以采用如圖l所示的（甲）或（乙）方案來進行．

（1）比較這兩種方案，

甲

（填“甲”或“乙”）方案好些，理由是

因為這個方案摩擦阻力較小，誤差小，操作方便，實驗器材少

．
（2）如圖2是該實驗中得到的一條紙帶，測得每兩個計數點間的距離如圖中所示，已知每兩個計數點之間的時間間隔T=0.1s．物體運動的加速度a=

4.8m/s²

；該紙帶是采用

乙

（填“甲”或“乙”）實驗方案得到的．簡要寫出判斷依據

因a遠小于g，故為斜面上小車下滑的加速度

．
（3）如圖3是采用（甲）方案時得到的一條紙帶，在計算圖中N點速度時，幾位同學分別用下列不同的方法進行，其中正確的是

C

A．v_N=gnT
B．v_N=

sn+sn+1

2T

C．vN=

dn+1-dn-1

2T

D．v_N=g（n-1）T．

Answer 1

分析：（1）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，能夠根據實驗裝置和實驗中需要測量的物理量進行選擇；
（2）紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用逐差法可以求出物體運動的加速度；
（3）根據勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出某點的瞬時速度．

解答：解：（1）機械能守恒的前提是只有重力做功，實際操作的方案中應該使摩擦力越小越好．故甲方案好一些，因為這個方案摩擦阻力較小，誤差小，操作方便，實驗器材少．
故答案為：甲，因為這個方案摩擦阻力較小，誤差小，操作方便，實驗器材少．
（2）采用逐差法求解加速度．
x_DE-x_BC=2a₁T²，
x_CD-x_AB=2a₂T²，
a=

a1+a2

2

=4.8 m/s²
因a遠小于g，故為斜面上小車下滑的加速度．所以該紙帶采用圖乙所示的實驗方案．
故答案為：a=4.8m/s²，乙，因a遠小于g，故為斜面上小車下滑的加速度．
（3）根據勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出某點的瞬時速度，可以求出N點的速度為：
 vn=

dn+1-dn-1

2T

，故ABD錯誤，C正確．
故選C．

點評：書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚，同時我們要加強物理基本規律在實驗中的應用．