Question

（1）如圖1是通過重物自由下落的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．關(guān)于本實(shí)驗(yàn)下列說法正確的是

BC

A．從實(shí)驗(yàn)裝置看，該實(shí)驗(yàn)可用4-6伏的直流電源
B．用公式

1

2

mv2=mgh時(shí)，要求所選擇的紙帶第一、二兩點(diǎn)間距應(yīng)接近2mm
C．本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量重物的質(zhì)量
D．測(cè)紙帶上某點(diǎn)的速度時(shí)，可先測(cè)出該點(diǎn)到起點(diǎn)間的時(shí)間間隔，利用公式v=gt計(jì)算
（2）在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，
①在固定弧形斜槽時(shí)，應(yīng)注意

斜槽末端的切線水平

；實(shí)驗(yàn)中，每次釋放小球應(yīng)注意

使小球從同一位置靜止釋放

．另外，為了較準(zhǔn)確的描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，下面列出了一些操作要求，你認(rèn)為正確的是

AC

．
A．將木板校準(zhǔn)到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行
B．在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O點(diǎn)，作為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)和坐標(biāo)系的原點(diǎn)
C．為了能盡量多地記錄小球的位置，用的X坐標(biāo)沒必要嚴(yán)格地等距離增加
D．將球的位置記錄在白紙上后，取下紙，將點(diǎn)依次用線段連接起來
②某同學(xué)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了確定小球在不同時(shí)刻所通過的位置，用如圖2所示的裝置，將一塊平木板釘上復(fù)寫紙和白紙，豎直立于槽口前某處且和斜槽所在的平面垂直，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞在木板上留下痕跡A；將木板向后移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞在木板上留下痕跡B；又將木板再向后移距離x，小球再?gòu)男辈凵暇o靠擋板處由靜止?jié)L下，再得到痕跡C．若測(cè)得木板每次后移距離x=20.00cm，A、B間距離y₁=4.70cm，B、C間距離y₂=14.50cm．（g取9.80m/s²）
根據(jù)以上直接測(cè)量的物理量推導(dǎo)出小球初速度的計(jì)算公式為v₀=

x

g y2-y1

（用題中所給字母表示）．小球初速度值為

2

m/s，從水平拋出到B點(diǎn)的時(shí)間為

0.1

s．

Answer 1

分析：（1）解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)．因?yàn)槲覀冎�道自由落體運(yùn)動(dòng)只受重力，機(jī)械能就守恒．如果把重物的實(shí)際運(yùn)動(dòng)看成自由落體運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗(yàn)證．
（2）保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因?yàn)橐�畫同一運(yùn)動(dòng)的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線．小球離開導(dǎo)軌后做平拋運(yùn)動(dòng)，將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=aT²，由y₁、y₂求出A到B或B到C的時(shí)間，再求出初速度．

解答：解：（1）A、該實(shí)驗(yàn)可用4-6伏的交流電源，故A錯(cuò)誤；
B、用公式

1

2

mv2=mgh時(shí)，說明初速度等于零，所以要求所選擇的紙帶第一、二兩點(diǎn)間距應(yīng)接近2mm，只有這樣第一個(gè)點(diǎn)的速度才為零，故B正確；
C、

1

2

mv2=mgh兩邊都有質(zhì)量，可以約去，所以不需要測(cè)量，故C正確；
D、如果把重物的實(shí)際運(yùn)動(dòng)看成自由落體運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗(yàn)證，故D錯(cuò)誤；
故選BC
（2）保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因?yàn)橐�畫同一運(yùn)動(dòng)的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度．
A、將木板校準(zhǔn)到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行，防止小球運(yùn)動(dòng)過程中碰到木板，故A正確；
B、應(yīng)以小球在斜槽末端的球心位置作為做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)和坐標(biāo)原點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；
C、水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，但是沒有必要嚴(yán)格地等距離增加，故C正確；
D、軌跡應(yīng)連成平滑的曲線，而不是用線段連接，故D錯(cuò)誤．
故選AC
設(shè)時(shí)間間隔為t，由x=v₀t，y₂-y₁=gt²，解得：v₀=x

g y2-y1

將x=20.00cm，y₁=4.70cm，y₂=14.50cm代入求得v₀=2m/s
t=0.1s
故答案為：（1）BC  （2）①斜槽末端的切線水平，使小球從同一位置靜止釋放   A C        ②x

g y2-y1

，2，0.1

點(diǎn)評(píng)：我們做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)過程中，不能用驗(yàn)證的物理規(guī)律和探究的物理結(jié)論去求解問題．
紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度，從而求出動(dòng)能．