解题思路:根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出某点的速度进一步可以求出其动能的大小,根据机械能守恒定律的内容可以求出需要验证的表达式.
根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,从而求出动能;
再根据重力势能表达式,可求出变化的重力势能.最后再比较“mghn和([1/2m
V2n]-[1/2m
V23])”是否相等来验证机械能是否守恒.
所以方案4最合适.
理由:研究过程的起点不能选在第1点或者“打第1点和纸带的释放不同步”、“打第1点时重物已经有了一个初速度”、“打第1点时重物已经下落了一段距离”、或者表达了相同的意思均可;
不能用V=g t计算速度或由于空气阻力、摩擦阻力、打点阻力的影响,重物实际下落的加速度小于重力加速度g,用V=g t计算速度会使动能增量的测量值偏大,甚至会出现“动能的增加量大于重力势能的减少量的结果”.
故答案为:(1)方案4
(2)理由1:研究过程的起点不能选在第1点(或者“打第1点和纸带的释放不同步”、“打第1点时重物已经有了一个初速度”、“打第1点时重物已经下落了一段距离”、或者表达了相同的意思均可);
理由2:能用V=gt计算速度(由于空气阻力、摩擦阻力、打点阻力的影响,重物实际下落的加速度小于重力加速度g,用V=gt计算速度会使动能增量的测量值偏大,甚至会出现“动能的增加量大于重力势能的减少量的结果”)
点评:
本题考点: 验证机械能守恒定律.
考点点评: 纸带问题的处理时力学实验中常见的问题.我们可以纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度.