Question

15．（1）為進行“驗證機械能守恒定律”的實驗，有下列器材可供選擇：鐵架臺、打點計時器以及紙帶、低壓直流電源、天平、刻度尺、導線，其中不必要的器材是低壓直流電源、天平；缺少的器材是低壓交流電源．
（2）如圖是該實驗中得到的一條較理想的紙帶，O點是打上去的第1個點，有關長度在圖中已標明．選取N點驗證機械能守恒定律，下面列舉的計算打N點時重錘速度的計算方法正確的是CD

A．v_N=$\frac{{{s_n}+{s_{n+1}}}}{{2{T^2}}}$B．v_N=$\frac{{{d_{n+1}}-{d_{n-1}}}}{4T}$  C．v_N=$\frac{{{s_n}+{s_{n+1}}}}{2T}$D．v_N=$\frac{{{d_{n+1}}-{d_{n-1}}}}{2T}$
（3）該實驗中，如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以h為橫軸，據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出$\frac{{v}^{2}}{2h}$圖線應是過原點的傾斜直線，圖線的斜率表示g．

Answer 1

分析 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(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗，不能把重物看成自由落體運動，再運用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗證了，求速度時我們是利用勻變速直線運動的規(guī)律即勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度；
利用v²-h圖線處理數(shù)據(jù)，如果mgh=$\frac{1}{2}$mv²，那么$\frac{1}{2}$v²-h圖線的斜率就等于g．

解答 解：（1）其中不必要的器材是：低壓直流電源，打點計時器使用的低壓交流電源．
天平，因為我們是比較mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關系，故m可約去比較，不需要用天平．
缺少的是：低壓交流電源．
（2）AB、該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗，不能把重物看成自由落體運動，再運用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗證了，AB選項都是利用了自由落體運動規(guī)律求速度的，故AB錯誤；
CD、根據(jù)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：v_N=$\frac{{{s_n}+{s_{n+1}}}}{2T}$，或v_N=$\frac{{{d_{n+1}}-{d_{n-1}}}}{2T}$，故CD正確．
（3）利用v²-h圖線處理數(shù)據(jù)，如果mgh=$\frac{1}{2}$mv²，那么$\frac{1}{2}$v²-h圖線是過原點的傾斜直線，圖線的斜率為重力加速度g．
故答案為：（1）低壓直流電源、天平；低壓交流電源；（2）CD；（3）過原點的傾斜直線；g．

點評 利用圖象問題結合數(shù)學知識處理物理數(shù)據(jù)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．
要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．