Question

19．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，要驗(yàn)證：重物重力勢(shì)能的減少量等于它動(dòng)能的增加量．

（1）以下步驟僅是實(shí)驗(yàn)操作的一部分，將必要的步驟挑選出來(lái)，并且按正確的順序排列ACGEF（填代號(hào)）．
A．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，并用導(dǎo)線(xiàn)把它和交流電源連接起來(lái)
B．用天平稱(chēng)出重錘的質(zhì)量
C．把紙帶的一端固定在重錘上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，把重錘提升到一定的高度
D．用秒表測(cè)出重錘下落的時(shí)間
E．釋放紙帶
F．重復(fù)幾次，得到3-5條符合要求的紙帶
G．接通電源
（2）如圖2所示為實(shí)驗(yàn)得到的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，把第一個(gè)點(diǎn)記做O，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn)．經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.78cm、70.00cm、77.58cm、85.52cm．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，重物重力勢(shì)能的減少量等于6.86J，重物動(dòng)能的增加量等于6.85J．（已知所用重物的質(zhì)量為1.00kg，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²，結(jié)果保留三位有效．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)驗(yàn)證機(jī)械能的守恒的原理及表達(dá)式可得出需要的步驟，并按實(shí)驗(yàn)的要求得出正確的順序．
（2）根據(jù)重物下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．

解答 解：（1）在本實(shí)驗(yàn)中由于采用了打電計(jì)時(shí)器，故不需要有用秒表；在數(shù)據(jù)處理中，質(zhì)量m可以約去，故質(zhì)量也不需要測(cè)量，只需驗(yàn)證gh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$即可； 故BD多余；
而在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先安裝儀器，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)； 同時(shí)還要注意先接通電源再放紙帶； 本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)多次測(cè)量，故實(shí)驗(yàn)中的步驟應(yīng)為：ACGEF．
（2）重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量△E_p=mgh=1×9.8×0.7=6.86J；
B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.7758-0.6278}{0.04}$m/s=3.7m/s，
則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}=\frac{1}{2}×1×3．{7}^{2}J$=6.85J．
故答案為：（1）ACGEF；（2）6.86，6.85

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理，會(huì)通過(guò)原理確定測(cè)量的器材，以及掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度．