2024-2025學(xué)年新教材高中物理第八章機(jī)械能守恒定律第5節(jié)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律訓(xùn)練含解析新人教版必修2

PAGE12-試驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律學(xué)問點(diǎn)一試驗(yàn)原理與操作1.如圖甲所示，在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的試驗(yàn)中：(1)除鐵架臺(tái)、鐵夾、溝通電源、紙帶、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和重物外，還需選用下述哪種儀器？________.A．停表B．刻度尺C．天平D．彈簧測(cè)力計(jì)(2)該試驗(yàn)裝置中的一處須要改正：________.(3)某同學(xué)改正裝置后得到了一條紙帶，下列說法正確的是()A．紙帶上點(diǎn)密集的一端是與重物相連的B．紙帶上點(diǎn)稀疏的一端是與重物相連的C．試驗(yàn)時(shí)先放開紙帶，再接通電源打點(diǎn)D．試驗(yàn)時(shí)應(yīng)先平衡摩擦力(4)某同學(xué)一次試驗(yàn)中測(cè)得如圖乙所示三段位移，O點(diǎn)為起始點(diǎn)，已知相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，則他須要驗(yàn)證的表達(dá)式為____________________．2．用如圖甲所示的試驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，試驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的溝通電和直流電兩種．重物從高處由靜止起先下落，重物上拖著紙帶打出一系列的點(diǎn)，利用紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律：(1)下面列舉了該試驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：A．依據(jù)圖示的裝置安裝器件；B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上；C．用天平測(cè)出重物的質(zhì)量；D．釋放紙帶，同時(shí)接通電源開關(guān)打出一條紙帶；E．測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；F．依據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重物下落過程中削減的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．其中沒有必要進(jìn)行的步驟是________，操作不當(dāng)?shù)牟襟E是________．(將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在橫線處)(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00kg.試驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清楚的紙帶，把第一個(gè)點(diǎn)記作O，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫出，另選連續(xù)的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C作為測(cè)量的點(diǎn)，如圖乙所示．經(jīng)測(cè)量知道A、B、C各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為50.50cm、83.00cm、130.50cm.依據(jù)以上數(shù)據(jù)，計(jì)算出打B點(diǎn)時(shí)重物的瞬時(shí)速度vB＝________m/s；由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，重物重力勢(shì)能削減了________J，動(dòng)能增加了________J(保留三位有效數(shù)字)，可得出的結(jié)論是____________________________.學(xué)問點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析3．現(xiàn)要通過試驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．試驗(yàn)裝置如圖所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間t.用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A、B兩點(diǎn)間的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看做滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作圖．(1)若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的削減量可表示為________，動(dòng)能的增加量可表示為________．若在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，eq\f(1,t2)與s的關(guān)系式為eq\f(1,t2)＝________.(2)多次變更光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn))下滑，測(cè)量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如下表所示．12345s(m)0.6000.8001.0001.2001.400t(ms)8.227.176.445.855.431/t2(104s－2)1.481.952.412.923.39以s為橫坐標(biāo)，eq\f(1,t2)為縱坐標(biāo)，在下圖所示的坐標(biāo)紙中描出第1至第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；依據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k＝________×104m－1·s－2(保留3位有效數(shù)字)．學(xué)問點(diǎn)三試驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新4.某同學(xué)利用如圖所示的試驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．將氣墊導(dǎo)軌固定在水平桌面上，調(diào)整旋鈕使其水平．在氣墊導(dǎo)軌的左端固定一光滑的定滑輪，在B處固定一光電門，測(cè)出滑塊及遮光條的總質(zhì)量為M，將質(zhì)量為m的鉤碼通過細(xì)線與滑塊連接．打開氣源，滑塊從A處由靜止釋放，寬度為b的遮光條經(jīng)過光電門擋光時(shí)間為t，取擋光時(shí)間t內(nèi)的平均速度作為滑塊經(jīng)過B處的速度，A、B之間的距離為d，重力加速度為g.(1)調(diào)整光電門的位置，使得滑塊通過B點(diǎn)時(shí)鉤碼沒有落地．滑塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，系統(tǒng)動(dòng)能增加量ΔEk為________，系統(tǒng)重力勢(shì)能削減量|ΔEp|為________．(以上結(jié)果均用題中所給字母表示)(2)若試驗(yàn)結(jié)果發(fā)覺ΔEk總是略大于|ΔEp|，可能的緣由是________．A．存在空氣阻力B．滑塊沒有到達(dá)B點(diǎn)時(shí)鉤碼已經(jīng)落地C．測(cè)出滑塊左端與光電門B之間的距離作為dD．測(cè)出滑塊右端與光電門B之間的距離作為d關(guān)鍵實(shí)力綜合練進(jìn)階訓(xùn)練其次層一、選擇題1．在做“用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的試驗(yàn)時(shí)，除了鐵架臺(tái)、低壓溝通電源、刻度尺、紙帶等試驗(yàn)器材外，還必需的器材應(yīng)包括()A．秒表B．天平C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器D．彈簧測(cè)力計(jì)2．(多選)某位同學(xué)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的試驗(yàn)，下列操作步驟中正確的是()A．把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，并用導(dǎo)線連接到低壓溝通電源上B．把連有重錘的紙帶穿過限位孔，將紙帶和重錘提升到肯定高度C．先釋放紙帶，再接通電源D．更換紙帶，重復(fù)試驗(yàn)，處理數(shù)據(jù)3．(多選)用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律就是看eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)是否等于mghn(n對(duì)應(yīng)打下的第n個(gè)點(diǎn))．關(guān)于該試驗(yàn)的下列說法中正確的是()A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打第一個(gè)點(diǎn)O時(shí)，重物的速度為零B．hn是計(jì)時(shí)點(diǎn)n到第一個(gè)點(diǎn)O的距離C．m為重物的質(zhì)量，需用天平稱量D．可以用vn＝gtn計(jì)算vn，其中tn＝(n－1)T(T為打點(diǎn)周期)二、試驗(yàn)題4．學(xué)校試驗(yàn)小組在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”試驗(yàn)時(shí)，提出了如圖甲、乙所示的兩種方案：甲方案為用自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行試驗(yàn)；乙方案為用小車在木板斜面上下滑進(jìn)行試驗(yàn)．(1)組內(nèi)同學(xué)對(duì)兩種方案進(jìn)行了探討分析，最終確定了一個(gè)大家認(rèn)為誤差相對(duì)較小的方案，你認(rèn)為該小組選擇的方案很可能是________(選填“甲”或“乙”)．(2)若該小組采納圖甲的裝置打出一條紙帶，如圖丙所示，相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02s，請(qǐng)依據(jù)紙帶計(jì)算出打下D點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小為________m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．(3)該小組內(nèi)同學(xué)依據(jù)紙帶算出了打下各點(diǎn)時(shí)紙帶的速度，作出v2-h圖線，則圖線斜率的物理意義是________________．5．某同學(xué)經(jīng)正確操作得到打點(diǎn)紙帶，在紙帶后段每?jī)蓚€(gè)計(jì)時(shí)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次為1、2、3、4、5、6、7，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到第1個(gè)點(diǎn)的距離h，并正確求出打相應(yīng)點(diǎn)時(shí)的速度v.各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)見下表：計(jì)數(shù)點(diǎn)1234567h/m0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777v/(m·－1)1.942.332.733.133.50v2/(m2·s－2)3.765.437.459.8012.25請(qǐng)?jiān)谌鐖D坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出v2-h圖線；由圖線可知，重物下落的加速度g′＝________m/s2(保留三位有效數(shù)字)；若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2，依據(jù)作出的圖線，能粗略驗(yàn)證自由下落的重物機(jī)械能守恒的依據(jù)是______________________________．學(xué)科素養(yǎng)升級(jí)練進(jìn)階訓(xùn)練第三層1．如圖所示是“落體法”驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的試驗(yàn)裝置．(g取9.80m/s2)(1)選出一條清楚的紙帶如圖甲所示，其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以頻率為50Hz的交變電流．用分度值為1mm的刻度尺測(cè)得OA＝12.41cm，OB＝18.90cm，OC＝27.06cm，在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn)，重錘的質(zhì)量為1.00kg.甲同學(xué)依據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢(shì)能比起先下落時(shí)削減了________J；此時(shí)重錘的速度vB＝________m/s，此時(shí)重錘的動(dòng)能比起先下落時(shí)增加了________J．(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)(2)某同學(xué)利用他自己試驗(yàn)時(shí)打出的紙帶，測(cè)量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)的距離h，算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v，然后以h為橫軸、以eq\f(1,2)v2為縱軸作出了如圖乙所示的圖線，圖線的斜率近似等于________．A．19.6B．9.8C．4.90圖線未過原點(diǎn)O的緣由是__________________________．2．某同學(xué)做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的試驗(yàn)時(shí)，不慎將一條選擇出的紙帶的一部分損壞，損壞的是前端部分．剩下的一段紙帶上各相鄰點(diǎn)間的距離已測(cè)出并標(biāo)在下圖中，單位是cm.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz，重力加速度g取9.8m/s2.(1)質(zhì)量為m的重物對(duì)應(yīng)2點(diǎn)的速度v2＝________，對(duì)應(yīng)5點(diǎn)的速度v5＝________，此過程中動(dòng)能增加量為________，重力勢(shì)能削減量為________．由以上可得出試驗(yàn)結(jié)論____________________________．(2)重物獲得的動(dòng)能往往________(選填“大于”“小于”或“等于”)削減的重力勢(shì)能，試驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的緣由是__________________________________．(3)依據(jù)試驗(yàn)推斷下列圖像正確的是(其中ΔEk表示重物動(dòng)能的變更量，Δh表示物體下落的高度)()3．利用計(jì)算機(jī)和力傳感器可以比較精確地測(cè)量作用在掛鉤上的力，并能得到掛鉤所受的拉力隨時(shí)間變更的關(guān)系圖像，試驗(yàn)過程中掛鉤位置可認(rèn)為不變．某同學(xué)利用力傳感器和單擺小球來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，試驗(yàn)步驟如下：①如圖甲所示，固定力傳感器M；②取一根不行伸長(zhǎng)的細(xì)線，一端連接一小鐵球，另一端穿過固定的光滑小圓環(huán)O，并固定在傳感器M的掛鉤上(小圓環(huán)剛好夠一根細(xì)線通過)；③讓小鐵球自由懸掛并處于靜止?fàn)顟B(tài)，從計(jì)算機(jī)中得到拉力隨時(shí)間變更的關(guān)系圖像如圖乙所示；④讓小鐵球以較小的角度在豎直平面內(nèi)的A、B之間搖擺，從計(jì)算機(jī)中得到拉力隨時(shí)間變更的關(guān)系圖像如圖丙所示．請(qǐng)回答以下問題：(1)小鐵球的重力為________．(2)為了驗(yàn)證小鐵球在最高點(diǎn)A和最低點(diǎn)處的機(jī)械能是否相等，則________．A．肯定得測(cè)出小鐵球的質(zhì)量mB．肯定得測(cè)出細(xì)線離開豎直方向的最大偏角θC．肯定得知道當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的大小及圖乙和圖丙中的F0、F1、F2的大小D．只要知道圖乙和圖丙中的F0、F1、F2的大小即可(3)若已經(jīng)用試驗(yàn)測(cè)得了第(2)小問中所需測(cè)量的物理量，則為了驗(yàn)證小鐵球在最高點(diǎn)A和最低點(diǎn)處的機(jī)械能是否相等，只需驗(yàn)證________等式是否成馬上可．(用題中所給物理量的符號(hào)來表示)第5節(jié)試驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律必備學(xué)問基礎(chǔ)練1．答案：(1)B(2)重物沒有靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器放得過高)(3)A(4)eq\f(s1＋s22,32T2)＝g(s0＋s1)解析：(1)為了測(cè)得重物下落的加速度，須要用刻度尺測(cè)出紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，而時(shí)間是由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來算出，等式兩邊質(zhì)量可以約去，故試驗(yàn)用不到天平，也用不到彈簧測(cè)力計(jì)，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確．(2)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，由圖示可知，重物沒有靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，這是錯(cuò)誤的．(3)由圖示可知，左端相鄰點(diǎn)間的距離小，即在相等時(shí)間內(nèi)的位移小，由此可知，重物與紙帶的左端相連，即紙帶上點(diǎn)密集的一端是與重物相連的，故A正確，B錯(cuò)誤；試驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，然后再放開紙帶，故C錯(cuò)誤；試驗(yàn)時(shí)不須要平衡摩擦力，故D錯(cuò)誤．(4)由題意知O點(diǎn)為打出來的第一個(gè)點(diǎn)，速度為0，重物自由下落，初速度為0，打C點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能減小量ΔEp＝mg(s0＋s1)，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論vC＝eq\f(xAE,4T)＝eq\f(s1＋s2,4T)動(dòng)能增加量表達(dá)式為ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＝eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(s1＋s2,4T)))2因此只須要驗(yàn)證mg(s0＋s1)＝eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(s1＋s2,4T)))2即eq\f(s1＋s22,32T2)＝g(s0＋s1)，此等式成立就可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒．2．答案：(1)CBD(2)4.008.138.00在試驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，重物自由下落過程中機(jī)械能守恒解析：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在電源的“溝通輸出”上，故B操作不當(dāng)；要驗(yàn)證重物動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的削減量是否相等，即驗(yàn)證mgh＝eq\f(1,2)mv2，質(zhì)量可以約去，所以沒必要用天平測(cè)量重物的質(zhì)量，故C沒有必要進(jìn)行；在試驗(yàn)的操作中，應(yīng)先接通電源再釋放紙帶，故D操作不當(dāng)．(2)打B點(diǎn)時(shí)重物的瞬間速度vB＝eq\f(xAC,2T)＝eq\f(1.305－0.505,0.2)m/s＝4.00m/s，由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，重物重力勢(shì)能削減量ΔEp＝mghB＝1.00×9.8×0.83J≈8.13J，動(dòng)能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)×1.00×16J＝8.00J．在誤差允許的范圍內(nèi)，重物自由下落過程中機(jī)械能守恒．3．答案：(1)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(h,d)M－m))gseq\f(M＋mb2,2t2)eq\f(2Mh－mdg,M＋mdb2)s(2)2.43解析：由測(cè)得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出eq\f(1,t2)-s直線的斜率k0，將k和k0進(jìn)行比較，若其差值在試驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此試驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．首先分析裝置的特點(diǎn)，確定試驗(yàn)原理和試驗(yàn)步驟，找出相關(guān)物理量之間的關(guān)系，然后結(jié)合試題敘述，利用已經(jīng)駕馭的結(jié)論得出答案．(1)系統(tǒng)重力勢(shì)能的削減量為滑塊重力勢(shì)能的削減量減去砝碼重力勢(shì)能的增加量，即為Mgs·eq\f(h,d)－mgs＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(h,d)M－m))gs；系統(tǒng)動(dòng)能的增加量是兩者的動(dòng)能的增加量的和，而它們的速度大小相同，為v＝eq\f(b,t)，則系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為eq\f(1,2)(M＋m)v2＝eq\f(M＋mb2,2t2).若機(jī)械能守恒，則兩者相等，即eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(h,d)M－m))gs＝eq\f(M＋mb2,2t2)，變形得eq\f(1,t2)＝eq\f(2Mh－mdg,M＋mdb2)s.(2)因?yàn)閑q\f(1,t2)-s圖像是一條直線，則要將坐標(biāo)平面上的點(diǎn)連成一條直線，要求是使盡可能多的點(diǎn)在這條直線上，不在這條直線上的點(diǎn)勻稱分布在它的兩側(cè)．取直線上的兩點(diǎn)，依據(jù)k＝eq\f(Δ\f(1,t2),Δs)可求得斜率為k＝2.43×104m－1·s－2.4．答案：(1)eq\f(M＋mb2,2t2)mgd(2)C解析：(1)由于光電門的寬度b很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度．滑塊通過光電門B時(shí)的速度vB＝eq\f(b,t)；滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量為ΔEk＝eq\f(1,2)(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,t)))2＝eq\f(M＋mb2,2t2)；系統(tǒng)的重力勢(shì)能削減量可表示為|ΔEp|＝mgd；比較|ΔEp|和ΔEk，若在試驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，即可認(rèn)為機(jī)械能是守恒的．(2)A錯(cuò)：若存在空氣阻力，則有ΔEk總是略小于|ΔEp|.B錯(cuò)：滑塊沒有到達(dá)B點(diǎn)時(shí)鉤碼已經(jīng)落地，拉力對(duì)滑塊做的功會(huì)減小，ΔEk應(yīng)小于|ΔEp|.C對(duì)：將滑塊左端與光電門B之間的距離作為d，鉤碼下落的高度算少了，ΔEk可略大于|ΔEp|.D錯(cuò)：將滑塊右端與光電門B之間的距離作為d，鉤碼下落的高度算多了，ΔEk將小于|ΔEp|.關(guān)鍵實(shí)力綜合練1．答案：C解析：本試驗(yàn)須要測(cè)量物體下落的高度來計(jì)算重力勢(shì)能，測(cè)定速度來計(jì)算物體動(dòng)能增加量，故還須要用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．2．答案：ABD解析：在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，以保證打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)紙帶的速度為0，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，A、B、D均正確．3．答案：AB解析：試驗(yàn)的原理就是利用重物的自由落體運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，因此打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)，重物運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)為零．hn與vn分別表示打第n個(gè)點(diǎn)時(shí)重物下落的高度和對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度，vn應(yīng)利用紙帶上的數(shù)據(jù)求出，若用vn＝gtn求vn則已默認(rèn)機(jī)械能守恒了，驗(yàn)證明驗(yàn)也就變得無意義了．本試驗(yàn)中，不須要測(cè)量重物的質(zhì)量，因?yàn)楣絤ghn＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)的兩邊都有m，故只要ghn＝eq\f(1,2)veq\o\al(2,n)成立，則mghn＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)就成立，機(jī)械能守恒定律也就被驗(yàn)證了，故選項(xiàng)A、B正確，C、D錯(cuò)誤．4．答案：(1)甲(2)1.75(3)當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膬杀督馕觯?1)一般狀況下，甲方案中，重物帶動(dòng)紙帶下降，摩擦阻力相對(duì)重物的重力較小可以忽視，因此誤差較?。曳桨钢校Σ磷枇ο鄬?duì)重力沿斜面方向的分力不行忽視，因此誤差較大．(2)v0＝eq\f(xCE,2T)＝eq\f(xOE－xOC,2T)＝1.75m/s.(3)由mgh＝eq\f(1,2)mv2，整理得v2＝2gh，圖線斜率為2g，即圖線斜率的物理意義為當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊?倍．5．答案：圖線如圖所示9.75(9.69～9.79均可)圖線為通過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，所求g′與g基本相等解析：若機(jī)械能守恒，則滿意v2＝2gh，則v2-h圖線的斜率表示當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊?倍，由所作的圖線可求出斜率為19.5m/s2，故g′＝9.75m/s2，在誤差允許的范圍內(nèi)g′＝g，故機(jī)械能守恒．學(xué)科素養(yǎng)升級(jí)練1．答案：(1)1.851.831.67(2)B先釋放了紙帶，后合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的開關(guān)解析：(1)當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能削減量ΔEp＝mg·OB＝1.00×9.80×18.90×10－2J≈1.85J；打B點(diǎn)時(shí)重錘的速度vB＝eq\f(OC－OA,4T)＝eq\f(27.06－12.41×1