Question

13．小明利用如甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验．
（1）关于这一实验，下列说法中正确的是B．
A．重物应选用密度小的物体
B．两个限位孔应在同一竖直线上
C．打点计时器应接低压直流电源
D．应先释放纸带，后接通电源
（2）小明选择一条较为理塑的纸带，如图乙所示，以起始点0为起点，从A点开始选取纸带上连续点A、B、C…到0的距离分别为x₁、x₂、x₃…，若电源的频率为f，则打下B点时重锤的速度为$\frac{（{x}_{3}-{x}_{1}）f}{2}$．
（3）小明用（2）中数据画v²-h如图丙所示，直线的斜率为k，则所测得当地重力加速度为$\frac{k}{2}$．

Answer 1

分析 理解该实验的实验原理，需要测量的数据等；明确打点计时器的使用；理解实验中的注意事项以及如何进行数据处理；对于任何实验注意从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚；
根据平均速度等于中时刻的瞬时速度，结合周期等于频率的倒数，即可求解；
根据机械能守恒定律，结合v²-h图象的斜率含义，即可求解．

解答 解：（1）A、为了让重物的运动接近自由落体，忽略阻力；重物应选择密度大体积小的物体；故A错误；
B、手提纸带时使纸带保持竖直，与限位孔应在同一竖直线上，从而减小摩擦力，故B正确；
C、打点计时器利用振针的振动打点，应采用交流电源；故C错误；
D、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误．
故选：B；
（2）打下B点时重锺的瞬时速度等于打下AC过程中的平均速度，即：v_B=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2T}$=$\frac{（{x}_{3}-{x}_{1}）f}{2}$；
（3）根据机械能守恒定律有：mgh=$\frac{1}{2}$mv²，
得：v²=2gh，故v²-h图象是过原点的一条直线，
直线的斜率k=2g，那么g=$\frac{k}{2}$；
故答案为：（1）B；（2）$\frac{（{x}_{3}-{x}_{1}）f}{2}$；（3）$\frac{k}{2}$．

点评 对于基础实验要从实验原理出发去理解，要亲自动手实验，深刻体会实验的具体操作，不能单凭记忆去理解实验．在实验中注意体会实验的误差来源，并能找到合适的方向去减小误差；
并掌握求瞬时速度的方法，及理解机械能守恒定律的条件，注意v²-h图象的斜率的含义．