Question

【題目】如圖所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”。

①已準(zhǔn)備的器材有：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物，此外還必需的器材是________（只有一個(gè)選項(xiàng)符合要求，填選項(xiàng)前的符號(hào)）。

A．直流電源、天平及砝碼 B．直流電源、刻度尺

C．交流電源、天平及砝碼 D．交流電源、刻度尺

②安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖所示（其中一段紙帶圖中未畫出）。圖中O點(diǎn)為打出的起始點(diǎn)，且速度為零.

選取在紙帶上連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G作為計(jì)數(shù)點(diǎn)。其中測(cè)出D、E、F點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T=0.02s。由此可計(jì)算出物體下落到E點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度vE =______ m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）.

③若已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g，代入圖中所測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并將與_______進(jìn)行比較（用題中所給字母表示），即可在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證，從O點(diǎn)到E點(diǎn)的過程中機(jī)械能是否守恒。

④某同學(xué)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)不慎將紙帶前半部分損壞，找不到打出的起始點(diǎn)O了，如圖所示.于是他利用剩余的紙帶進(jìn)行如下的測(cè)量：以A點(diǎn)為起點(diǎn)，測(cè)量各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離h，計(jì)算出物體下落到各點(diǎn)的速度v，并作出v2-h圖像。圖中給出了a、b、c三條直線，他作出的圖像應(yīng)該是直線_________；由圖像得出，A點(diǎn)到起始點(diǎn)O的距離為_________cm（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）.

Answer 1

【答案】D 3.04 gh2 a 10.0

【解析】

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量，從而確定必需的器材．(2)根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出E點(diǎn)的速度．(3)根據(jù)重力勢(shì)能的減小量等于動(dòng)能的增加量，列出機(jī)械能守恒的表達(dá)式．(4)抓住A點(diǎn)速度不為零，得出正確的圖線，結(jié)合O點(diǎn)的速度為零，結(jié)合圖線得出A點(diǎn)距離O點(diǎn)的距離．

(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電源是交流電源，在實(shí)驗(yàn)中需要刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)間的距離從而可知道重錘下降的距離，以及通過紙帶上兩點(diǎn)的距離，求出平均速度，從而可知瞬時(shí)速度，重錘的質(zhì)量可以不測(cè)；故選D．

(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則E點(diǎn)的瞬時(shí)速度.

(3)當(dāng)重力勢(shì)能的減小量mgh2與動(dòng)能的增加量相等，則機(jī)械能守恒，即驗(yàn)證與gh2是否相等；

(4)以A點(diǎn)為起點(diǎn)，測(cè)量各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離h，由于A點(diǎn)速度不為零，可知h=0時(shí)，縱軸坐標(biāo)不為零，可知正確的圖線為a; 由圖像a可知，初始位置時(shí)，速度為零，可知A點(diǎn)到起始點(diǎn)O的距離為10.0cm．