Question

1．在用“落體法”做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，小明選擇一條較為滿意的紙帶，如圖甲所示．他舍棄前面密集的點，以O為起點，從A點開始選取紙帶上連續點A、B、C…，測出O到A、B、C…的距離分別為h₁、h₂、h₃…．電源的頻率為f．

（1）為減少阻力對實驗的影響，下列操作可行的是ABC．
A．選用鐵質重錘
B．安裝打點計時器使兩限位孔在同一豎直線上
C．釋放紙帶前，手應提紙帶上端并使紙帶豎直
D．重錘下落中手始終提住紙帶上端，保持紙帶豎直
（2）打B點時，重錘的速度v_B為$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2}f$．
（3）小明通過實驗測得數據（有阻力的影響），畫出的v²-h圖象如圖乙所示．已知直線斜率為k，則當地重力加速度g＞$\frac{k}{2}$（選填“＞”；“=”；“＜”）

Answer 1

分析 （1）根據實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的操作步驟．
（2）根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度．
（3）根據動能定理結合圖線進行分析．

解答 解：（1）A、為了減小阻力的影響，實驗時重錘選擇質量大一些的，體積小一些的，故A正確．
B、安裝打點計時器使兩限位孔在同一豎直線上，從而減小阻力的影響，故B正確．
C、釋放紙帶前，手應提紙帶上端并使紙帶豎直，可以減小阻力，故C正確．
D、重錘下落過程中，手不能拉著紙帶，故D錯誤．
故選：ABC．
（2）根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度知，
則B點的瞬時速度 v_B=$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$=$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2}f$．
（3）根據動能定理：F_合h=$\frac{1}{2}$mv²-$\frac{1}{2}$mv₀²，得v²=v₀²+$\frac{2{F}_{合}h}{m}$，
因為v²-h圖象的斜率為k，知$\frac{2{F}_{合}}{m}$=k，
F_合=mg-f＜mg
聯立得：F_合=$\frac{mk}{2}$＜mg
即：g＞$\frac{k}{2}$
故答案為：（1）ABC；（2）$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2}f$；（3）＞．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理，以及操作中的注意事項，會通過圖線特點分析圖線不過原點的原因，難度中等．