Question

“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．
（1）比较这两种方案，

甲

（选填“甲”或“乙”）方案好些，理由是

该方案摩擦阻力小，误差小，操作方便

．

（2）如图丙是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T=0.1s．物体运动的加速度a=

4.83m/s

2

；该纸带是采用

乙

（选填“甲”或“乙”）实验方案得到的，简要写出判断依据

物体的加速度比重力加速度小得多

．
（3）如图丁所示是采用甲方案时得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是

B

A．v_N=gnT    B．v_N=

xn+xn+1

2T

  C．v_N=

dn+1+dn-1

2T

  D．v_N=g（n-1）T．

Answer 1

分析：（1）题的关键是明确机械能守恒的条件是只有重力做功，甲方案阻力影响较小，乙方案阻力影响较大，所以甲方案好；（2）应根据△x=

at

2

求加速度，注意利用“二分法”求平均加速度的方法；（3）要根据

v

t 2

公式=

x

t

来求瞬时速度．

解答：解：（1）机械能守恒定律的条件是只有重力做功，甲方案中摩擦阻力小，误差小，且操作方便，故可采用图甲方案．
（2）考虑将纸带计数点B到F等效分成两段BD和DF，根据△x=a

t

2

可得a=

(s   3 +s   4 )- (s   1 +s   2 )

(2T ) 2

，代入数据可得a=4.83m/

s

2

，该纸带是采用乙方案得到的，因为物体的加速度比重力加速度小的多．
（3）应根据

v

t 2

=

x

t

来求N点的瞬时速度，所以

v

N

=

x   n +x   n+1

2T

，所以B正确．
故答案为（1）甲，该方案摩擦阻力小，误差小，操作方便．
        （2）4.83m/s

2

，物体的加速度比重力加速度小得多．
        （3）B

点评：验证机械能守恒定律的实验方案很多，关键是要满足只有重力做功的条件且操作方便才行，可以说明用自由落体运动来验证机械能守恒定律是较好的方法．