Question

【題目】在利用打點計時器驗證做自由落體運動的物體機械能守恒的實驗中．

（1）需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h．某小組的同學利用實驗得到的紙帶，共設計了以下四種測量方案，其中正確的是________．

A．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v＝gt計算出瞬時速度v

B．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v＝計算出瞬時速度v

C．根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前、后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過h＝計算出高度h

D．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前、后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v

（2）已知當地重力加速度為g，使用交流電的頻率為f．在打出的紙帶上選取連續打出的五個點A、B、C、D、E，如圖所示．測出A點距離起始點O的距離為s0，A、C兩點間的距離為s1，C、E兩點間的距離為s2，根據前述條件，如果在實驗誤差允許的范圍內滿足關系式_______________，即驗證了物體下落過程中機械能是守恒的．而在實際的實驗結果中，往往會出現物體的動能增加量略小于重力勢能的減少量，出現這樣結果的主要原因是____ ___．

Answer 1

【答案】（1）D （2）32g（s0＋s1）＝f2（s1＋s2）2打點計時器有阻力作用，阻力對紙帶做負功

【解析】試題分析：（1）該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗．因為我們知道自由落體運動只受重力，機械能就守恒．如果把重物看成自由落體運動，再運用自由落體的規律求解速度，那么就不需要驗證呢，其中ABC三項都是運用了自由落體的運動規律求解的，故ABC錯誤，D正確．故選D．

（2）勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前、后相鄰兩點間的平均速度，因此C點速度為：

根據機械能守恒定律有：mg（s0+s1）＝mvc2

即：32g（s0+s1）＝f2（s1+s2）2為所需要驗證的公式，由于重物下滑過程中需要克服阻力做功，因此重力勢能的減小量略大于動能的增加量．