Question

11．“驗證機械能守恒定律”的實驗可以采用如圖所示的甲或乙方案來進行．甲方案為用自由落體實驗驗證機械能守恒定律，乙方案為用斜面小車實驗驗證機械能守恒定律．

（a）比較這兩種方案，甲（填“甲”或“乙”）方案好一些，理由是摩擦阻力小，誤差小，操作方便，所用實驗器材少．
（b）圖丙所示是該實驗中得到的一條紙帶，測得每兩個計數(shù)點間的距離如圖所示，已知每兩個計數(shù)點之間的時間間隔T=0.1s．物體運動的加速度a=4.8m/s²；該紙帶是采用乙（填“甲”或“乙”）實驗方案得到的．

Answer 1

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
能夠根據(jù)實驗裝置和實驗中需要測量的物理量進行選擇．
紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的加速度．

解答 解：（1）機械能守恒的前提是只有重力做功，實際操作的方案中應該使摩擦力越小越
好．故甲方案好一些．
（2）由圖可知，x_AB=7.2cm=0.072m，x_BC=11.9cm=0.119m；x_CD=16.7cm=0.167m，x_DE=21.5cm=0.215m；
采用逐差法求解加速度．
a=$\frac{{x}_{DE}-{x}_{BC}+{x}_{CD}-{x}_{AB}}{4{T}^{2}}$=$\frac{0.215-0.119+0.167-0.072}{4×0.01}$≈4.8 m/s²
因a遠小于g，故為斜面上小車下滑的加速度．所以該紙帶采用圖乙所示的實驗方案．
故答案為：（1）甲　因為這個方案摩擦阻力小，誤差小，操作方便，所用實驗器材少
（2）4.8

點評 本題考查驗證機械能守恒定律的實驗，對于書本上的實驗，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，只有直正理解了實驗原理才能應對改編后的實驗處理．