瞬时加速度力学实验中“三种测量瞬时速度方法”的对比分析( 三 ) _瞬时速度

(1)下列物理量需要测量的是____ ，通过计算得到的是_____(填写代号)．
A．重锤质量
B．重力加速度
C．重锤下落的高度
D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度
(2)设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g.图乙是实验得到的一条纸带， A、B、C、D、E为相邻的连续点．根据测得的x1、x2、x3、x4写出重锤由B点到D点势能减少量的表达式____ ，动能增量的表达式____．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的减少量．
[答案](1)CD(2)
小于
[解析] 本题用打点计时器测重锤做匀加速直线运动的瞬时速度。由图乙纸带可知，打点计时器打下B点和D点时重锤的速度分别为

、
。因此，动能的增量为
。重锤由B点到D点重力势能减少量为
。由于重锤下落时要克服阻力做功可知
。
三. 用平抛运动装置测瞬时速度
根据运动的合成和分解，平抛运动可分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动来研究。因此，测出物体做平抛运动的竖直位移y和水平位移x ，根据公式
和
就可以求出做平抛运动的物体在抛出位置的瞬时速度，即水平抛出时的初速度
。中学物理必修2（教科版）第11页的“研究平抛运动”实验中就是用这个方法测瞬时速度。
例5（2013新课标2卷）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示。向左推小球，使弹黄压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
回答下列问题：
⑴本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能
与小球抛出时的动能
相等。已知重力加速度大小为g 。为求得
，至少需要测量下列物理量中的__________（填正确答案标号）。
A．小球的质量m
B．小球抛出点到落地点的水平距离s
C．桌面到地面的高度h
【瞬时加速度力学实验中“三种测量瞬时速度方法”的对比分析】D．弹簧的压缩量
E．弹簧原长
⑵用所选取的测量量和已知量表示
，得
= _______ 。

⑶图(b)中的直线是实验测量得到的

图线。从理论上可推出，如果h不变， m增加，
图线的斜率会_____（填“增大”、“减小”或“不变”）；如果m不变， h增加，
图线的斜率会 _____（填“增大”、“减小”或“不变”）。由图(b) 中给出的直线关系和Ek的表达式可知， Ep与Δx的_____次方成正比。
[答案] ⑴ABC ⑵
⑶减小增大二
[解析] 本题用平抛运动原理测小球离开弹簧水平抛出时的瞬时速度。由
和
可得

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