Question

17．利用圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h．某小組同學對實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案．
A．用刻度尺測出物體下落高度h，用打點間隔數測出下落時間t，通過v=gt計算出瞬時速度v．
B．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=$\sqrt{2gh}$ 計算出瞬時速度v．
C．根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$計算得出高度
D．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據做勻變速直線運動時，紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v．
（1）以上方案中只有一種正確，正確的是D．（填入相應的字母）
（2）在該實驗中，有幾個注意點，以下描述正確的是AC．
A．為減小摩擦阻力，需要調整打點計時器的限位孔，使它在同一豎直線上
B．可以選用質量很大的重錘，先用手托住，等計時器通電后再釋放重錘
C．只有選第1、第2兩打點間隔約2mm的紙帶才代表打第1點時的速度為零
D．實驗結果如果正確合理，得到的動能增加量應略大于重力勢能的減少量．

Answer 1

分析 （1）實驗中根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度得出瞬時速度的大小，運用刻度尺測量兩點間的距離，從而得出下降的高度，求出重力勢能的減小量．
（2）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．

解答 解：（1）A、實驗中根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度測出瞬時速度的大小，不能根據v=gt或v=$\sqrt{2gh}$求解瞬時速度，因為這樣就默認了機械能守恒，失去驗證的意義，故A、B錯誤．
C、下降的高度運用刻度尺測量，不能通過$h=\frac{{v}^{2}}{2g}$計算，故C錯誤．
D、用刻度尺測出物體下落的高度h，根據做勻變速直線運動時，紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，故D正確．
故選：D．
（2）A、為減小摩擦阻力，需要調整打點計時器的限位孔，使它在同一豎直線上，故A正確．
B、為了減小阻力的影響，重錘選擇質量大一些的，不是用手托著重物，而是用手提著紙帶的上端，先接通電源，再釋放重物，故B錯誤．
C、根據x=$\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×10×0.0{2}^{2}m=2mm$知，只有選第1、第2兩打點間隔約2mm的紙帶才代表打第1點時的速度為零，故C正確．
D、因為存在阻力作用，知動能的增加量略小于重力勢能的減小量．故D錯誤．
故選：AC．
故答案為：（1）D，（2）AC．

點評 解決本題的關鍵知道做驗證實驗、探究實驗過程中，不能用驗證的物理規律和探究的物理結論去求解問題．