Question

20．“驗證機械能守恒定律”的實驗方法之一是：若某一時刻重錘下落的瞬時速度為v，下落高度為h，則應滿足：mgh=$\frac{1}{2}$mv²，借助打點計時器即可驗證機械能是否守恒，實驗裝置如圖所示．
（1）本實驗中，需要學生測定的物理量有BC（填寫序號）；
A．重錘質量m                B．瞬時速度v
C．下落高度為h              D．重力加速度g
E．下落時間t                 F．摩擦阻力和空氣阻力
（2）關于實驗，正確的說法有C．
A．選擇的測定點距離起始點要接近2mm
B．為保證打點計時器的兩個限位孔在同一豎直線上，必須借助于重錘線
C．要減少紙帶與限位孔間的摩擦力和空氣阻力的影響，應選用合適的重錘
D．如果先根據紙帶測定重力加速度g，則瞬時速度v和下落高度h這兩個物理量中只需測定一個，其換算依據是公式v²=2gh．

Answer 1

分析 驗證機械能守恒定律的實驗原理是：以自由落體運動為例，需要驗證的方程是：mgh=$\frac{1}{2}$mv²，h和v由打點計時器所打的紙帶進行測量，不能通過公式計算，為保證重物做自由落體運動，必須保證計時器的兩限位孔在同一豎直線上．

解答 解：（1）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，需要驗證的方程是：mgh=$\frac{1}{2}$mv²，需要測量的有，重錘下落的高度和瞬時速度v，重錘的質量可以測量也可以不測量，重力加速度是當地的重力加速度，查表得到，下落的時間無需測量，摩擦阻力和空氣阻力無法測量．故BC正確．
故選：BC
（2）A、第1、2兩點間距離約為2mm左右，則第一個點即為自由落體運動的初位置，速度為零，不是選擇的測定點距離起始點要接近2mm，故A錯誤；
B、打點計時器的兩個限位孔要在同一豎直線上，但不一定借助于重錘線，故B錯誤；
C、要減少紙帶與限位孔間的摩擦力和空氣阻力的影響，應選用密度大，體積小的重錘，故C正確；
D、不能使用公式v²=2gh，否則機械能已經守恒了，不需要驗證了，故D錯誤．
故選：C
故答案為：（1）BC；（2）C

點評 對于基礎實驗要從實驗原理出發去理解，要親自動手實驗，深刻體會實驗的具體操作，不能單憑記憶去理解實驗．