Question

（10分）在“驗證機械能守恒定律”實驗中，有三個同學做了如下的實驗：
⑴張三同學安裝的實驗裝置如圖a所示，實驗得到紙帶上留下的打點痕跡情況如圖b所示,這樣的操作可能會導致實驗誤差較大，從圖中可以看出安裝實驗裝置時明顯存在的問題
是                                               。


（2）李四同學用正確安裝的裝置進行實驗，獲取一張紙帶如圖c所示，但起始點模糊不清。取后面連續打出的清晰點來研究，測出B、C、D、E、F到A點的距離為h_B、h_C、h_D、h_E、h_F，然后分別計算出B、C、D、E點的速度v_B、v_c、v_D、v_E  ，最后在v²-h坐標系中，描出B、C、D、E點對應的坐標，如圖d所示。如果這些
點可連成一條直線，要判斷重物下落過程中機械能是否守恒，還需要_                             。

（3）王五同學也用正確安裝的裝置進行實驗，來探究重物下落過程中動能與勢能的轉化問題。圖e為一條符合實驗要求的紙帶，O點為打點定時器打下的第一點。取打下O點時重錘的重力勢能為零，計算出該重錘下落不同高度h時所對應的動能E_k和重力勢能E_P。建立坐標系，橫軸表示h，縱軸表示E_k和E_p，根據資料在圖f中繪出圖線I和圖線II。

已求得圖線I斜率的絕對值k₁=2.94J/m，請計算圖線II的斜率k₂=        J/m（保留3位有效數字）。
重物和紙帶在下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為             （用k₁和k₂表示）。

Answer 1

（1）重物會落到桌面上，重物下落距離太短          2分
(2)判斷直線的斜率是否接近當地重力加速度的兩倍    2分
(3)  2.80（+0.07內都可以）   3分                       3分

試題分析：（1）導致實驗誤差較大，從圖中可以看出安裝實驗裝置時明顯存在的問題是重物會落到桌面上，重物下落距離太短(2)由機械能守恒公式，由此可知判斷機械能是否守恒的關鍵是判斷直線的斜率是否接近當地重力加速度的兩倍(3)斜率，由
點評：本題難度較大，難點在于無法從機械能守恒定律的公式中找到與圖f的聯系，利用比例關系方便求解