Question

9．利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量重物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．
①某同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案．
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v．
b．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=$\sqrt{2gh}$计算出瞬时速度v．
c．根据做匀变速直线运动时，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v，测算出瞬时速度，并通过2gh=v²，计算得出高度h．
d．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变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v．
以上方案中只有一种正确，正确的是d．（填入相应的字母序号）
②实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器的摩擦阻力，使重锤获得的动能往往小于它所减小的重力势能（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
③如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线，该直线的斜率是g．

Answer 1

分析 ①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阻力的存在，重力势能的减小量一部分转化为动能的增加量，一部分转化为内能．
③根据机械能守恒得出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h的表达式，结合表达式得出图线的斜率．

解答 解：①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，那么就不需要验证呢．
其中a、b、c三项都是运用了自由落体的运动规律求解的，故abc错误．故选：d．
②由于阻力的存在，重锤获得的动能小于减小的重力势能，还有一部分能量转化为内能．
③根据mgh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$得：$\frac{{v}^{2}}{2}=gh$，则$\frac{{v}^{2}}{2}$-h图线的斜率等于g．
故答案为：①d；②小于；③g（或重力加速度）

点评 该题考查验证机械能守恒定律的实验步骤和实验需要的器材，属于记忆性的知识，要求我们对此有准确的记忆．属于简单题．