Question

13．某同學(xué)用如圖1 所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．圖中，鐵架臺(tái)放在水平桌面上，在鐵架臺(tái)上固定一電火花式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶上端用鐵夾夾住，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后懸掛一重物．

（1）下列器材中，哪些是本實(shí)驗(yàn)需要用到的BD
A．秒表   B．刻度尺   C．6V交流電   D．220V交流電
E．托盤(pán)天平      F．彈簧秤      G．砂桶和砂子
（2）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，所懸掛的重物應(yīng)選取下列重物中的哪一個(gè)（以下四種重物都可以固定在紙帶下端）B．
A．50g的鉤碼      B．300g的小鐵球
C．300g的字典     D．100g的砝碼
（3）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源 再釋放重物，得到如圖2的一條紙帶．若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T(mén)，則打下A點(diǎn)時(shí)，紙帶的速度為$\frac{{S}_{1}}{2T}$，由A到B的過(guò)程中重物的重力勢(shì)能的減小量為mgS．（ 重力加速度為g，重物質(zhì)量為m ）．
（4）處理數(shù)據(jù)時(shí)，為了驗(yàn)證重物在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，則只需驗(yàn)證是否滿(mǎn)足C
A．gs≈$\frac{{s}_{2}^{2}-{s}_{1}^{2}}{{T}^{2}}$  B． gs≈$\frac{{s}_{2}^{2}-{s}_{1}^{2}}{4{T}^{2}}$   C．gs≈$\frac{{s}_{2}^{2}-{s}_{1}^{2}}{8{T}^{2}}$  D．gs≈$\frac{{s}_{2}^{2}-{s}_{1}^{2}}{16{T}^{2}}$．

Answer 1

分析 （1）解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)；
（2）選取體積小，質(zhì)量大的重物，從而減小阻力的影響；
（3）應(yīng)先接通電源后釋放紙帶，依據(jù)平均速度等于瞬時(shí)速度，最后根據(jù)重力勢(shì)能的表達(dá)式，即可求解；
（4）依據(jù)減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能，即可求解．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，及實(shí)驗(yàn)裝置，則需要器材是刻度尺測(cè)量點(diǎn)間距，
電火花式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要交流220V，而電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流6V電源，故BD正確，ACDEFG錯(cuò)誤；
（2）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，所懸掛的重物應(yīng)選取體積小，質(zhì)量大，
因此選取300g的小鐵球，故B正確，ACD錯(cuò)誤；
（3）為了在紙帶上盡量多的打點(diǎn)，提高紙帶的利用率，因此要先打點(diǎn)后釋放紙帶，
根據(jù)平均速度等于瞬時(shí)速度，那么打下A點(diǎn)時(shí)，紙帶的速度為v_A=$\frac{{S}_{1}}{2T}$；
由A到B的過(guò)程中重物的重力勢(shì)能的減小量為△E_P=mgS；
（4）為了驗(yàn)證重物在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，則只需驗(yàn)證是否滿(mǎn)足減小的重力勢(shì)能約等于增加的動(dòng)能，mgs=$\frac{1}{2}m（{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}）$
即為：gs≈$\frac{{s}_{2}^{2}-{s}_{1}^{2}}{8{T}^{2}}$；
故答案為：（1）BD；
（2）B；
（3）接通電源、釋放重物、$\frac{{S}_{1}}{2T}$、mgS；（4）C．

點(diǎn)評(píng) 考查電火花與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的區(qū)別，掌握求解瞬時(shí)速度的方法，理解接觸電源與釋放紙帶的先后關(guān)系，注意能否驗(yàn)證重物在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，要看是否受到阻力影響．