Question

【題目】用自由落體法驗證機械能守恒定律，器材安裝如圖甲所示，若將紙帶從圖示所示位置由靜止釋放。

(1)請指出圖甲中的錯誤及不妥之處：①_______________；②_______________。

(2)改進實驗中錯誤及不妥之處后，打出如圖乙所示一條紙帶。已知打點計時器的打點頻率為50Hz，根據紙帶所給數據計算出打C點時重物的速度為_______m/s（結果保留三位有效數字）。

(3)某同學選用兩個大小、外表面完全相同但質量不同的重物a和b進行實驗測得幾組數據，畫出的圖象如圖丙所示，求出圖線的斜率k，由圖象可知重物a的質量m1________重物b的質量m2（選填“大于”或“小于”）。

Answer 1

【答案】 （1）①使用了直流電源 ②重物未靠近打點計時器 （2）2.25 （3）大于

【解析】試題分析：（1）根據實驗的原理和操作中的注意事項確定錯誤和不妥之處．（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C點的速度．（3）根據動能定理得出圖線斜率的物理意義，結合斜率的大小比較質量的大小．

（1）兩種打點計時器都是使用的交流電，所以一個錯誤是使用了直流電源；為了能充分利用紙帶，應使得重物靠近打點計時器，故一個不妥之處為重物未靠近打點計時器。

（2）根據勻變速直線運動的中間時刻速度規律可得：C點的瞬時速度等于BD段的平均速度，則有：．

（3）根據動能定理知，則有，知圖線的斜率，b的斜率小，知b的質量小，所以a的質量大于b的質量．