Question

【題目】在利用豎直上拋運動做“驗證機械能守恒定律”實驗時，某同學利用頻閃相機記錄下了小球豎直上拋的一段上升過程，如圖甲所示。把小球的第一個曝光位置記為o，依次標為a、b、c、d……，與位置o的距離分別為h1、h2、h3、h4……，頻閃相機電源的頻率為f，重力加速度為g。

(1)通過實驗測得的數據可分別計算出各點的速度大小，小球在位置a時的速度計算表達式為va=___。

(2)根據實驗數據做出v2-h圖線如圖乙中的圖線①所示，若圖線①的斜率為k，如果在誤差允許范圍內滿足____________，則驗證了機械能守恒定律。

(3)考慮實驗中存在空氣阻力的影響，另有兩名同學在圖乙的基礎上又各畫了一條沒有空氣阻力時的圖線②、③，其中合理的圖線是_________________。

Answer 1

【答案】 k=-2g ③

【解析】 (1)打下a點時重鍾的瞬時速度等于打下ob過程中的平均速度，即： ；

(2)根據機械能守恒定律有： ,得： ，故v2h圖象是不過原點的一條直線，直線的斜率k=-2g；

（3）上升過程，沒有空氣阻力時，加速度較小，故v2h圖象的斜率較小，圖像應如③所示。