Question

18．如图1，在验证机械能守恒定律的实验中，

（1）除铁架台、铁夹、交流电源、纸带、打点计时器和重物外，还需选用下述哪种仪器？B
A．秒表    B．刻度尺     C．天平      D．弹簧秤
（2）该实验装置中的一处需要改正：重物没有靠近打点计时器（或电火花计时器放得过高）
（3）如图2，某同学改正装置后得到了一条纸带，下列正确的是A
A．纸带上点密集的一端是与重物相连的
B．纸带上点稀疏的一端是与重物相连的
C．实验时先松开纸带，再接通电源打点
D．实验时应先平衡摩擦
（4）某同学一次实验中测得如图所示三段位移，O点为起始点，已知相邻两个计数点的时间间隔为T，则他需要验证的表达式为g（s₀+s₁）=$\frac{（{s}_{1}+{s}_{2}）^{2}}{32{T}^{2}}$．

Answer 1

分析 （1）实验需要用刻度尺测量计数点间的距离．
（2）重物应该靠近打点计时器．
（3）实验时应让重物靠近打点计时器，然后先接通电源再放开纸带．
（4）利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量，从而即可求解．

解答 解：（1）为了测得重物下落的加速度，需要用刻度尺测出纸带上两相邻计数点间的距离，而秒表是由计时器来算出，
对于天平，等式两边质量可以约去，实验用不到弹簧秤，故ACD错误，B正确；
故选：B．
（2）实验时，应让重物靠近打点计时器，由图示可知：重物没有靠近打点计时器，这是错误的．
（3）A、由图示可知，左端相邻点间的距离小，即在相等时间内的位移小，由此可知，重物与纸带的左端相连，即带上点密集的一端是与重物相连的，故A正确，B错误；
C、实验时应先接通电源，然后再放开纸带，故C错误；
D、实验时不需要平衡摩擦力，故D错误；
故选：A．
（4）从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点，速度为0，重物自由下落，初速度为0，
重力势能减小量△E_p=mg（s₀+s₁）；
利用匀变速直线运动的推论
v_C=$\frac{{x}_{AE}}{4T}$=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{4T}$
动能增加量表达式为△E_K=$\frac{1}{2}$mv_C²=$\frac{1}{2}m（\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{4T}）^{2}$
因此只需要验证mg（s₀+s₁）=$\frac{1}{2}m（\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{4T}）^{2}$
即为g（s₀+s₁）=$\frac{（{s}_{1}+{s}_{2}）^{2}}{32{T}^{2}}$，就可以验证机械能守恒，
故答案为：（1）B；（2）重物没有靠近打点计时器（或电火花计时器放得过高）；
（3）A；（4）g（s₀+s₁）=$\frac{（{s}_{1}+{s}_{2}）^{2}}{32{T}^{2}}$．

点评 本题考查了实验器材、实验注意事项、实验误差分析等问题，掌握实验原理、实验器材、与实验注意事项即可正确解题；运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，知道利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度．