Question

2．在用“落體法”做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，小明選擇一條較為滿意的紙帶，如圖甲所示．他舍棄前面密集的點，以O為起點，從A點開始選取紙帶上連續(xù)點A、B、C…，測出O到A、B、C…的距離分別為h₁、h₂、h₃…．電源的頻率為f．
（1）為減少阻力對實驗的影響，下列操作可行的是ABC．

A．選用鐵質重錘
B．安裝打點計時器使兩限位孔在同一豎直線上
C．釋放紙帶前，手應提紙帶上端并使紙帶豎直
D．重錘下落中手始終提住紙帶上端，保持紙帶豎直
（2）打B點時，重錘的速度v_B為$\frac{（{h}_{3}^{\;}-{h}_{1}^{\;}）f}{2}$．
（3）小明通過實驗測得數(shù)據(jù)（有阻力的影響），畫出的v²-h圖象如圖乙所示．已知直線斜率為k，則當?shù)刂亓�加速度g＞$\frac{k}{2}$（選填“＞”；“=”；“＜”）
（4）另有四位同學在圖乙的基礎上，畫出沒有阻力時的v²-h圖線，并與其比較，其中正確的是B．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的操作步驟．
（2）根據(jù)某段時間內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)動能定理結合圖線進行分析；
（4）抓住釋放位置相同，即初速度為零的位置相同確定正確的圖線．

解答 解：（1）A、為了減小阻力的影響，實驗時重錘選擇質量大一些的，體積小一些的，故A正確．
B、安裝打點計時器使兩限位孔在同一豎直線上，從而減小阻力的影響，故B正確．
C、釋放紙帶前，手應提紙帶上端并使紙帶豎直，可以減小阻力，故C正確．
D、重錘下落過程中，手不能拉著紙帶，故D錯誤．
故選：ABC．
（2）根據(jù)某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度知，B點的瞬時速度${v}_{B}^{\;}=\frac{{h}_{3}^{\;}-{h}_{1}^{\;}}{2T}$．
（3）根據(jù)動能定理：${F}_{合}^{\;}h=\frac{1}{2}m{v}_{\;}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$，得${v}_{\;}^{2}={v}_{0}^{2}+\frac{2{F}_{合}^{\;}}{m}h$，因為${v}_{\;}^{2}-h$圖象的斜率為k，知$\frac{2{F}_{合}^{\;}}{m}=k$，
${F}_{合}^{\;}=mg-f＜mg$
聯(lián)立得：${F}_{合}^{\;}=\frac{mk}{2}＜mg$
即：$g＞\frac{k}{2}$
（4）不論有無阻力，釋放點的位置相同，即初速度為零時，兩圖線交于橫軸的同一點，故B正確，A、C、D錯誤．
故答案為：（1）ABC（2）$\frac{（{h}_{3}^{\;}-{h}_{1}^{\;}）f}{2}$（3）＞（4）B

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理，以及操作中的注意事項，會通過圖線特點分析圖線不過原點的原因，難度中等．