Question

7．如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置不仅可以验证机械能守恒定律，还可以测定重力加速度．

（1）实验所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需 以下的器材是D（填写器材前字母代号）．
A．低压直流电源、天平及砝码       B．低压直流电源、毫米刻度尺
C．低压交流电源、天平及砝码       D．低压交流电源、毫米刻度尺
（2）某同学根据实验中得到的纸带，测得各点到起始点的距离h，并计算出打点计时器打出各点时重物下落的速度大小v，根据这些实验数据在v²-h直角坐标系中画出了如图2图线（重物下落速度平方v²与下落高度h的关系图线），若图线的斜率为k，则实验中所测得的重力加速度可表达为g=$\frac{k}{2}$．
（3）从图2图线，可求得重力加速度值约为g=9.68m/s²．

Answer 1

分析 实验时要测h和速度v，根据实验的原理确定需要测量的物理量，从而确定测量的器材；
根据机械能守恒定律得出v²-h的关系式，从而确定图线斜率的意义，即可求解g；

解答 解：（1）实验时要测h和速度v，根据原理分析需要的实验器材，除列出的器材外，还要打点计时器的电源，即低压交流电源，和测高度需要的毫米刻度尺；
故选：D．
（2）根据动能定理：mgh=$\frac{1}{2}$mv²，
则v²=2gh
图中斜率K=$\frac{{v}^{2}}{h}$，故g=$\frac{k}{2}$
（3）从图2图线，可求得重力加速度值约为g=$\frac{\frac{60}{3.1}}{2}$=9.68 m/s²
故答案为：（1）D； （2）$\frac{k}{2}$； （3）9.68

点评 运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，同时要熟练应用基本物理规律解决实验问题，及注意图象的应用．