Question

13．（1）小明做“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已有鐵架臺、鐵夾、電源、紙帶、打點計時器，還必須選取的器材是圖1中的BD．（填字母）

（2）小明選擇一條較為理想的紙帶，如圖2甲所示．以起始點O為起點，選取紙帶上A、B、C…為計數(shù)點，測出A、B、C…到O帶你的距離分別為h₁、h₂、h₃…，若相鄰計數(shù)點時間間隔為0.10s，則打B點時重物的速度為0.5m/s．
（3）小明用（2）中數(shù)據(jù)畫v²-h圖象如圖2乙所示，直線的斜率為k，則所測得當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?\frac{k}{2}$．
（4）在（2）中小明選取不同的距離h驗證機械能守恒，發(fā)現(xiàn)重物動能增加量總是稍小于重力勢能減少量，你認(rèn)為選取的距離h越大，兩者的差值會越大（填“越大”、“越小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）通過實驗的原理出發(fā)，確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度．
（3）根據(jù)機械能守恒定律得出v²與h的關(guān)系式，結(jié)合圖線的斜率求出重力加速度．
（4）根據(jù)阻力做功的多少判斷重力勢能減小量和動能增加量之間差值的變化．

解答 解：（1）實驗中驗證重錘重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等，所以需要重錘，為了減小阻力的影響，重錘選擇質(zhì)量大一些，體積小一些的．
打點計時器可以直接記錄時間，不需要秒表．
實驗中需要刻度尺測量點跡間的距離，從而求解瞬時速度和下降的高度，故BD正確，AC錯誤．
故選：BD．
（2）B點的速度等于AC段的平均速度，則有：
${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.3680-0.2680}{0.2}m/s=0.5m/s$．
（3）根據(jù)$mgh=\frac{1}{2}m{v}^{2}$得：v²=2gh，
可知圖線的斜率為：k=2g，解得：g=$\frac{k}{2}$．
（4）在（2）中小明選取不同的距離h驗證機械能守恒，發(fā)現(xiàn)重物動能增加量總是稍小于重力勢能減少量，可知有阻力做功，選取的距離h越大，阻力做功越多，兩者的差值越大．
故答案為：（1）BD；（2）0.5m/s；（3）$\frac{k}{2}$；（4）越大．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，對于圖象問題，關(guān)鍵得出表達(dá)式，通過表達(dá)式得出圖形斜率的含義，難度中等．