Question

在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，已知重錘的質(zhì)量為m，使用的交流周期為T，重力加速度為g．重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量并通過(guò)計(jì)算，就可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
（1）為完成此實(shí)驗(yàn)，除了圖中1所示器材外，還需要的器材有

 

；
A．刻度尺       B．秒表
C．天平         D．“220V，50Hz”交流電源
（2）如圖2所示，O點(diǎn)為起始點(diǎn)，選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出O、A兩點(diǎn)間距離為s₀，A、C兩點(diǎn)間距離為s_l，C、E兩點(diǎn)間距離為s₂，則在打O點(diǎn)到C點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi)，重錘的重力勢(shì)能減少量△E_P=

 

，動(dòng)能的增加量△E_k=

 

．（用題中所給符號(hào)表示）

Answer 1

分析：1、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的原理，重錘下落損失的重力勢(shì)能等于其增加的動(dòng)能（在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)）；計(jì)算動(dòng)能時(shí)，需計(jì)算速度，要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用交流電源．
2、根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中某段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出C點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小，進(jìn)一步可以求出動(dòng)能的增量，根據(jù)重量做功和重力勢(shì)能之間的關(guān)系可以求出重力勢(shì)能的減小量．

解答：解：（1）A、需要刻度尺測(cè)量紙帶的長(zhǎng)度計(jì)算速度，故A正確．
B、紙帶上相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔已知，所以不需要秒表，故B錯(cuò)誤
C、該實(shí)驗(yàn)可不測(cè)質(zhì)量，因?yàn)閙gh=

1

2

mv²，即只驗(yàn)證gh=

1

2

v²即可，故C錯(cuò)誤．
D、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的是交流電源，故D正確．
故選：AD
（2）重錘重力勢(shì)能的減少量為△E_P=mg（s₀+s₁）．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
v_C=

XAE

tAE

=

S1+S2

4T

E_kC=

1

2

mv_C²=

m(S1+S2)2

32T2

重錘動(dòng)能的增加量為△E_K=E_kC-0=

m(S1+S2)2

32T2

故答案為：（1）AD   （2）mg（s₀+s_l），

m(S1+S2)2

32T2

點(diǎn)評(píng)：本題考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理方法，注意物理基本規(guī)律尤其是勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．