Question

（1）利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案．正确的是

D

．
a．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v₀
b．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=

2gh

计算出瞬时速度
c．根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后
相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度h
d．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v₀
（2）在“验证机械能守恒定律”的实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，我们可以通过该实验装置测定该阻力的大小．若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是

相邻的两计数点距离x1、x2，相邻计数点时间间隔t，重锤质量m

（写出名称和符号），重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小F=

m（g-

x2-x1

t2

）

．

Answer 1

分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
验证实验过程中不能把要验证的结论拿来应用．

解答：解：（1）物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用，不是自由落体运动，v=gt，v=

2gh

，都是自由落体运动的公式．故A、B错误．
C、物体下落的高度是用米尺测量的，不是计算的，故c错误．
D、为验证机械能守恒定律的实验测量方案，故正确．
故选D．
（2）还需要测量的物理量是：相邻的两计数点距离x1、x2，相邻计数点时间间隔t，重锤质量m．
根据运动学公式得：△x=at²，
a=

x2-x1

t2

根据牛顿第二定律得：
mg-f=ma=m

x2-x1

t2

f=m（g-

x2-x1

t2

）
故答案为：（1）D
（2）相邻的两计数点距离x1、x2，相邻计数点时间间隔t，重锤质量m．
m（g-

x2-x1

t2

）

点评：了解实验的原理和方法．
能够通过受力分析和牛顿第二定律结合起来研究问题．