Question

2．某同學利用如圖的裝置完成“驗證機械能守恒定律”的實驗．
（1）下列說法正確的是BC．
A．用刻度尺測量重物下落的距離，用秒表測量下落的時間
B．通過測量重物自由下落過程中動能的增加量和重力勢能的減少量是否相等來驗證機械能守恒定律
C．重物在下落過程中克服空氣阻力做功是實驗誤差來源之一
D．需要用天平測量重物的質量
（2）根據紙帶計算出相關各點的速度v，用刻度尺量出下落的距離h，以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以h為橫軸做出的圖象應該是圖中的C．

Answer 1

分析 （1）正確解答本題需要掌握：理解該實驗的實驗原理，需要測量的數據等；明確打點計時器的使用；理解實驗中的注意事項以及如何進行數據處理；對于任何實驗注意從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚；
（2）對于物理量線性關系圖象的應用我們要從兩方面：
1、從物理角度找出兩變量之間的關系式；
2、從數學角度找出圖象的截距和斜率，兩方面結合解決問題．

解答 解：（1）A、實驗時打點計時器可以記錄時間，不需要用秒表測量重物下落的時間，故A錯誤．
B、通過測量重物自由下落過程中動能的增加量和重力勢能的減少量是否相等，來驗證機械能守恒定律，故B正確．
C、重物在下落過程中克服空氣阻力做功是實驗誤差來源之一，還有摩擦阻力，故C正確．
D、實驗驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質量可以約去，所以不需要用天平測量重物的質量．故D錯誤；
（2）利用$\frac{1}{2}$v²-h圖線處理數據，從理論角度物體自由下落過程中機械能守恒可以得出：
mgh=$\frac{1}{2}$mv²，即$\frac{1}{2}$v²=gh；
所以以$\frac{1}{2}$v²為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應是過原點的傾斜直線，也就是圖中的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；
要能夠找出斜率和截距的物理意義，我們必須要從物理角度找出兩個物理變量的關系表達式．
利用圖象問題結合數學知識處理物理數據是實驗研究常用的方法．我們更多的研究直線圖形，找出其直線的斜率和截距．