Question

（1）如圖1是通過重物自由下落的實驗驗證機械能守恒定律．關于本實驗下列說法正確的是

BC

A．從實驗裝置看，該實驗可用4-6伏的直流電源
B．用公式

1

2

mv2=mgh時，要求所選擇的紙帶第一、二兩點間距應接近2mm
C．本實驗中不需要測量重物的質量
D．測紙帶上某點的速度時，可先測出該點到起點間的時間間隔，利用公式v=gt計算
（2）在做“研究平拋物體的運動”的實驗中，
①在固定弧形斜槽時，應注意

斜槽末端的切線水平

；實驗中，每次釋放小球應注意

使小球從同一位置靜止釋放

．另外，為了較準確的描出平拋運動的軌跡，下面列出了一些操作要求，你認為正確的是

AC

．
A．將木板校準到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行
B．在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O點，作為小球做平拋運動的起點和坐標系的原點
C．為了能盡量多地記錄小球的位置，用的X坐標沒必要嚴格地等距離增加
D．將球的位置記錄在白紙上后，取下紙，將點依次用線段連接起來
②某同學在做“研究平拋物體的運動”的實驗時，為了確定小球在不同時刻所通過的位置，用如圖2所示的裝置，將一塊平木板釘上復寫紙和白紙，豎直立于槽口前某處且和斜槽所在的平面垂直，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止滾下，小球撞在木板上留下痕跡A；將木板向后移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止滾下，小球撞在木板上留下痕跡B；又將木板再向后移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止滾下，再得到痕跡C．若測得木板每次后移距離x=20.00cm，A、B間距離y₁=4.70cm，B、C間距離y₂=14.50cm．（g取9.80m/s²）
根據以上直接測量的物理量推導出小球初速度的計算公式為v₀=

x

g y2-y1

（用題中所給字母表示）．小球初速度值為

2

m/s，從水平拋出到B點的時間為

0.1

s．

Answer 1

分析：（1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．
該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗．因為我們知道自由落體運動只受重力，機械能就守恒．如果把重物的實際運動看成自由落體運動，再運用自由落體的規律求解速度，那么就不需要驗證．
（2）保證小球做平拋運動必須通過調節使斜槽的末端保持水平，因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運動軌跡改變，最后軌跡應連成平滑的曲線．小球離開導軌后做平拋運動，將平拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動．根據勻變速直線運動的推論△x=aT²，由y₁、y₂求出A到B或B到C的時間，再求出初速度．

解答：解：（1）A、該實驗可用4-6伏的交流電源，故A錯誤；
B、用公式

1

2

mv2=mgh時，說明初速度等于零，所以要求所選擇的紙帶第一、二兩點間距應接近2mm，只有這樣第一個點的速度才為零，故B正確；
C、

1

2

mv2=mgh兩邊都有質量，可以約去，所以不需要測量，故C正確；
D、如果把重物的實際運動看成自由落體運動，再運用自由落體的規律求解速度，那么就不需要驗證，故D錯誤；
故選BC
（2）保證小球做平拋運動必須通過調節使斜槽的末端保持水平，因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度．
A、將木板校準到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行，防止小球運動過程中碰到木板，故A正確；
B、應以小球在斜槽末端的球心位置作為做平拋運動的起點和坐標原點，故B錯誤；
C、水平方向做勻速運動，但是沒有必要嚴格地等距離增加，故C正確；
D、軌跡應連成平滑的曲線，而不是用線段連接，故D錯誤．
故選AC
設時間間隔為t，由x=v₀t，y₂-y₁=gt²，解得：v₀=x

g y2-y1

將x=20.00cm，y₁=4.70cm，y₂=14.50cm代入求得v₀=2m/s
t=0.1s
故答案為：（1）BC  （2）①斜槽末端的切線水平，使小球從同一位置靜止釋放   A C        ②x

g y2-y1

，2，0.1

點評：我們做驗證實驗、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．
紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度，從而求出動能．