Question

在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》實(shí)驗(yàn)中，兩實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別采用了如圖甲和乙所示的裝置，采用兩種不同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
①在甲圖中，下落物體應(yīng)選擇密度

 

 （選填“大”或“小”）的重物；在乙圖中，兩個(gè)重物的質(zhì)量關(guān)系是m₁

 

 m₂（選填“＞”、“=”或“＜”）；
②采用圖乙的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，除圖中的器材外，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有交流電源、刻度尺和

 

；
③某次實(shí)驗(yàn)所打紙帶如圖所示，O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C、D點(diǎn)到O點(diǎn)的距離已標(biāo)出，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，則記錄C點(diǎn)時(shí)，重物速度v_C=

 

m/s；

④比較兩種實(shí)驗(yàn)方案，你認(rèn)為

 

 更合理，理由是

 

．

Answer 1

分析：1、2、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇質(zhì)量大，體積小的物體作為重物．乙圖是驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒，通過實(shí)驗(yàn)的原理確定測(cè)量的器材和兩個(gè)重物的質(zhì)量關(guān)系．
3、根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�
4、乙方案還受到細(xì)線和滑輪之間阻力的影響，對(duì)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律有影響．

解答：解：（1）為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差，甲圖中的重物應(yīng)選擇質(zhì)量大，體積小的重物，即密度大的重物．
乙圖是驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，m₁向下運(yùn)動(dòng)，m₂向上運(yùn)動(dòng)，所以m₁＞m₂．
（2）驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，即驗(yàn)證系統(tǒng)動(dòng)能的增加量和系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量是否相等，動(dòng)能的增加量為△E_k=

1

2

（m₁+m₂）v²，
重力勢(shì)能的減小量為△E_P=（m₁-m₂）gh．
可知需要測(cè)量?jī)蓚�(gè)重物的質(zhì)量，所以實(shí)驗(yàn)器材還需要天平．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�
v_C=

XBD

2T

=

0.049-0.0178

2×0.02

=0.780m/s
（4）甲方案更合理，因?yàn)樵谝覉D中受到細(xì)繩和滑輪之間的摩擦力的影響．
故答案為：（1）大，＞
（2）天平
（3）0.780
（4）甲，乙圖中受到細(xì)繩和滑輪之間的摩擦力的影響．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，通過原理確定測(cè)量的器材以及誤差的來源．
要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．