Question

3．某同學(xué)用如圖甲所示的裝置通過(guò)研究重錘的落體運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．已知重力加速度為g．

（1）在實(shí)驗(yàn)所需的物理量中，需要直接測(cè)量的是C，通過(guò)計(jì)算得到的是D（填寫代號(hào)）．
A．重錘的質(zhì)量         B．重錘底部距水平地面的高度
C．重錘下落的高度     D．與下落高度對(duì)應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度
（2）（多選）在實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中，我們選用如圖乙所示的起點(diǎn)O（與相鄰點(diǎn)之間距離約為2mm）的紙帶來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．圖中A、B、C、D、E、F、G為七個(gè)相鄰的原始點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)．設(shè)相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，下列表達(dá)式可以用在本實(shí)驗(yàn)中計(jì)算F點(diǎn)速度v_F的是CD．
A．v_F=g（nT ）                 B．v_F=$\sqrt{2g{h}_{n}}$
C．v_F=$\frac{{h}_{n+1}-{h}_{n-1}}{2T}$               D．v_F=$\frac{{x}_{n+1}+{x}_{n}}{2T}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量，區(qū)分哪些是直接測(cè)量的，哪些是通過(guò)計(jì)算得到的．
（2）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出F點(diǎn)的速度．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，需要直接測(cè)量的物理量有重錘下落的高度，通過(guò)計(jì)算得到的是與下落高度對(duì)應(yīng)重錘的瞬時(shí)速度．由于質(zhì)量可以約去，所以不需要測(cè)量質(zhì)量．
（2）F點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于EG段的平均速度，則${v}_{F}=\frac{{x}_{n+1}+{x}_{n}}{2T}$或${v}_{F}=\frac{{h}_{n+1}-{h}_{n-1}}{2T}$，不能通過(guò)v=gt和v=$\sqrt{2gh}$求解瞬時(shí)速度，否則是運(yùn)用機(jī)械能守恒驗(yàn)證機(jī)械能守恒，失去驗(yàn)證的意義．故選：CD．
故答案為：（1）C，D，（2）CD．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，掌握測(cè)量瞬時(shí)速度的方法，注意不能通過(guò)v=gt和v=$\sqrt{2gh}$求解瞬時(shí)速度．