解题思路:解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项,只有这样才能明确每步操作的具体含义.根据重力做功和重力势能的关系可以求出重力势能的减小量;匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,由此求出B点的速度,进一步可以求出重锤动能的增加量;
该实验利用小球经过光电门的平均速度来代替瞬时速度,根据功能关系可知该实验需要验证的关系式为:mgh=[1/2]mv2,由此可以求出该实验中需要验证的关系式.
(1)匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,由此可以求出B点的速度大小为:
vB=
xAC
tAC=1.84m/s
对应的[1/2]v2=1.69 m2/s2,gh=1.74m2/s2,
可认为在误差范围内存在关系式[1/2]v2=gh,即可验证机械能守恒定律.
(2)他继续根据纸带算出各点的速度v,量出下落距离h,并以
v2
2为纵轴、以h为横轴画出的图象,
根据[1/2]v2=gh,所以应是图中的C.
(3)光电门测速度的原理是用平均速度代替瞬时速度,因此有:
v=[d/t]
由于[1/2]v2=gh,所以
d2
2t2=gh
(4)比较两个方案,改进后的方案相比原方案的最主要的优点是:没有纸带与打点计时器间的摩擦影响,提高了测量的精确程度,实验误差减小了.
故答案为:(1)1.84、1.69、1.74、[1/2v2=gh; (2)C;(3)v=
d
t],
d2
2t2=gh;
(4)没有纸带与打点计时器间的摩擦影响,提高了测量的精确程度,实验误差减小了.
点评:
本题考点: 验证机械能守恒定律.
考点点评: 解答实验问题的关键是明确实验原理、实验目的,了解具体操作,同时加强应用物理规律处理实验问题的能力.