Question

（1）如图1是通过重物自由下落的实验验证机械能守恒定律．关于本实验下列说法正确的是

BC

A．从实验装置看，该实验可用4-6伏的直流电源
B．用公式

1

2

mv2=mgh时，要求所选择的纸带第一、二两点间距应接近2mm
C．本实验中不需要测量重物的质量
D．测纸带上某点的速度时，可先测出该点到起点间的时间间隔，利用公式v=gt计算
（2）在做“研究平抛物体的运动”的实验中，
①在固定弧形斜槽时，应注意

斜槽末端的切线水平

；实验中，每次释放小球应注意

使小球从同一位置静止释放

．另外，为了较准确的描出平抛运动的轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的是

AC

．
A．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行
B．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O点，作为小球做平抛运动的起点和坐标系的原点
C．为了能尽量多地记录小球的位置，用的X坐标没必要严格地等距离增加
D．将球的位置记录在白纸上后，取下纸，将点依次用线段连接起来
②某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，用如图2所示的装置，将一块平木板钉上复写纸和白纸，竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A；将木板向后移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹B；又将木板再向后移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再得到痕迹C．若测得木板每次后移距离x=20.00cm，A、B间距离y₁=4.70cm，B、C间距离y₂=14.50cm．（g取9.80m/s²）
根据以上直接测量的物理量推导出小球初速度的计算公式为v₀=

x

g y2-y1

（用题中所给字母表示）．小球初速度值为

2

m/s，从水平抛出到B点的时间为

0.1

s．

Answer 1

分析：（1）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．
该实验是验证机械能守恒定律的实验．因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒．如果把重物的实际运动看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证．
（2）保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线．小球离开导轨后做平抛运动，将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．根据匀变速直线运动的推论△x=aT²，由y₁、y₂求出A到B或B到C的时间，再求出初速度．

解答：解：（1）A、该实验可用4-6伏的交流电源，故A错误；
B、用公式

1

2

mv2=mgh时，说明初速度等于零，所以要求所选择的纸带第一、二两点间距应接近2mm，只有这样第一个点的速度才为零，故B正确；
C、

1

2

mv2=mgh两边都有质量，可以约去，所以不需要测量，故C正确；
D、如果把重物的实际运动看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证，故D错误；
故选BC
（2）保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度．
A、将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行，防止小球运动过程中碰到木板，故A正确；
B、应以小球在斜槽末端的球心位置作为做平抛运动的起点和坐标原点，故B错误；
C、水平方向做匀速运动，但是没有必要严格地等距离增加，故C正确；
D、轨迹应连成平滑的曲线，而不是用线段连接，故D错误．
故选AC
设时间间隔为t，由x=v₀t，y₂-y₁=gt²，解得：v₀=x

g y2-y1

将x=20.00cm，y₁=4.70cm，y₂=14.50cm代入求得v₀=2m/s
t=0.1s
故答案为：（1）BC  （2）①斜槽末端的切线水平，使小球从同一位置静止释放   A C        ②x

g y2-y1

，2，0.1

点评：我们做验证实验、探究实验过程中，不能用验证的物理规律和探究的物理结论去求解问题．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，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．