Question

15．在用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律的實驗中．
（1）從下列器材中選出實驗所必須的，其編號為ABE
A．打點計時器（包括紙帶）
B．重錘
C．秒表
D．天平
E． 毫米刻度尺
（2）安裝打點計時器時，要求兩限位孔必須在同一豎直線上；開始實驗時，應B（選填字母A或B．A：先釋放重錘，再接通電源；B：先接通電源，再釋放重錘）．
（3）實驗中，紙帶通過打點計時器時，因為有阻力作用產生的誤差屬于系統 誤差，由于阻力的作用，使重錘獲得的動能總是小于減少的重力勢能．（填“大于”或“等于”或“小于”）
（4）如果從重錘開始下落時研究，取$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，取重物下落的高度h為橫軸，根據實驗數據繪出的$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖線是一條過原點的傾斜直線，該圖線的斜率表示重力加速度g．

Answer 1

分析 （1）根據實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）實驗時應先接通電源，再釋放重錘．
（3）根據能量守恒分析獲得動能和減小重力勢能的大小關系．
（4）根據機械能守恒得出$\frac{{v}^{2}}{2}-h$的關系式，從而得出圖線的形狀，得出圖線斜率的含義．

解答 解：（1）實驗中研究重錘重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等，質量可以約去，不需要天平，打點計時器可以記錄時間，不需要秒表，需要用刻度尺測量點跡間的距離，所以需要的器材是：ABE．
（2）安裝打點計時器時，要求兩限位孔必須在同一豎直線上，開始實驗時，應先接通電源，再釋放重錘．故選：B．
（3）阻力的影響無法避免，屬于系統誤差，由于阻力的作用，重錘獲得的動能小于減少的重力勢能．
（4）根據機械能守恒有：$mgh=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，則$\frac{1}{2}{v}^{2}=gh$，可知實驗數據繪出的$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖線是一條過原點的傾斜直線，圖線的斜率表示重力加速度g．
故答案為：（1）ABE，（2）同一豎直線上，B，（3）系統，小于，（4）過原點的傾斜直線，重力加速度g．

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，分析圖線斜率問題時，關鍵得出物理量之間的關系式，通過關系式分析判斷．