Question

2．如图1所示，某同学采用重物自由下落的方法来探究“功与速度变化的关系”．实验中选取一条符合实验要求的纸带如图2所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C、D、E为纸带上选取的连续点，打点周期为T=0.0200s，重物质量m=1.00kg，当地重力加速度g=9.80m/s²．

（1）研究OD过程中，重力对重物做功W_OD=1.25J，D点的瞬时速度v_D=1.56m/s；．（以上两空均保留3位有效数字）
（2）要完成实验探究，下列物理量中，必须测量的是BCD．
A．重物和夹子的总质量　　　B．当地的重力加速度
C．O到纸带上选取的连续点的距离 D．交流电的频率．

Answer 1

分析 （1）由图可明确OD间的距离，由W=mgh求得重力所做的功；根据平均速度等于中间时刻的速度可以求出D点的速度；
（2）根据题意及实验原理列出对应的表达式，则可明确需要测量的物理量．

解答 解：（1）OD过程物体下落的高度为h=12.51cm
重力做功W=mgh=10×0.1251=1.25J；
D点的速度v_D=$\frac{CE}{2T}$=$\frac{0.1584-0.0958}{2×0.02}$=1.56m/s；
（2）由mgh=$\frac{1}{2}$mv²可知，质量可消去，故不需要测量质量；但需要测量当地的重力加速度、O到各点的距离以及为了求出打点计时器的周期而测量的交流电的频率；
故选：BCD；
故答案为：（1）1.251J；1.565m/s；（2）BCD．

点评 本题利用自由落体验证动能定理，要注意根据题意明确实验原理，并能根据实验原理得出对应的表达式，从而确定需要测量的物理量．