Question

采用如圖1所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
（1）某組同學(xué)利用mgh=

mv2

2

驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下列操作步驟錯誤及不必要的是

AFG

A．用天平稱出物體的質(zhì)量；
B．把打點(diǎn)計時器固定在鐵架臺上，并用導(dǎo)線將打點(diǎn)計時器接在交流電源上；
C．將連有重物的紙帶穿過限位孔，用手提著紙帶，讓重物盡量靠近打點(diǎn)計時器；
D．先接通電源，再松開紙帶；
E．更換紙帶，重復(fù)幾次，選用點(diǎn)跡清晰且第1、2兩點(diǎn)間的距離約為2mm的紙帶；
F．依據(jù)紙帶求出重力加速度；
G．根據(jù)公式v=gt求出速度；
H．比較mgh與mv²/2的大小，驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．
（2）某同學(xué)利用如上圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究從靜止開始下落的物體所受阻力的情況，得到如圖2所示的紙帶（A、B、C、D、E均為相鄰的打點(diǎn)），測出A、C間的距離為14.77cm，點(diǎn)C、E間的距離為16.33cm．已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?.8m/s²，重錘質(zhì)量為m=1.0kg，設(shè)重錘所受阻力大小不變．在從A下落到E的過程中，阻力大小為

0.05

N．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與操作步驟一一分析：①驗(yàn)證：mgh與

1

2

mv2的關(guān)系，m約掉了，不需要測量m；②先接通電源后釋放紙帶；③取點(diǎn)跡清晰的幾個點(diǎn)，算出一個瞬時速度即可；④應(yīng)讓重物從靠近打點(diǎn)計時器處釋放⑤不能根據(jù)h=

1

2

gt²求出物體運(yùn)動重力加速度，而應(yīng)該查找當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?br />（2）根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度的大小，通過牛頓第二定律求出阻力的大小．

解答：解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與操作步驟一一分析：
A、驗(yàn)證：mgh與

1

2

mv2的關(guān)系，m約掉了，不需要測量m所以A不必要；
B、打點(diǎn)計時器使用的是低壓交流電源，故B正確；
C、應(yīng)讓重物從靠近打點(diǎn)計時器處釋放，以提高紙帶的使用率．故C正確；
D、在接通電源的時間上，應(yīng)先接通電源后釋放紙帶；故D正確；
E、物理減小實(shí)驗(yàn)的誤差，要求重復(fù)幾次，選用點(diǎn)跡清晰且第1、2兩點(diǎn)間的距離約為2mm的紙帶．故E正確；
F、不能根據(jù)h=

1

2

gt²求出物體運(yùn)動重力加速度，而應(yīng)該查找當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度．故F錯誤；
G、要根據(jù)某點(diǎn)的瞬時速度等于該段位移上的平均速度求速度，而不是根據(jù)公式v=gt求出速度．故G錯誤；
所以作步驟錯誤及不必要的是：AFG
（2）加速度a=

△x

(2T)2

，
代入數(shù)據(jù)得：a=

△x

(2T)2

=

16.33-14.77

4×0.02×2

cm/s2=975cm/2=9.75m/s²
根據(jù)牛頓第二定律得，mg-f=ma，
解得f=mg-ma=1×（9.8-9.75）N=0.05N．
故答案為：（1）AFG；（2）0.05

點(diǎn)評：正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、所測數(shù)據(jù)等，會起到事半功倍的效果．