Question

2．某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)室提供了鐵架臺(tái)、紙帶、刻度尺，還需要從乙圖中選出的必需器材有BC．（填字母選項(xiàng)）
（2）實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)先啟動(dòng)打點(diǎn)．（選填“啟動(dòng)打點(diǎn)”、“釋放紙帶”）
（3）實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)得到的一條點(diǎn)跡清晰的完整紙帶．紙帶上的起始點(diǎn)記為O，另選連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)A、B、C進(jìn)行測(cè)量，A、B、C三點(diǎn)到O點(diǎn)的距離如圖丙所示．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，重物的質(zhì)量為0.2kg，當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g=9.8m/s²．從O點(diǎn)到B點(diǎn)過程中，重物的重力勢(shì)能減少量為0.139J，動(dòng)能增加量為0.121J．（所有計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需的器材；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放重物；
（3）根據(jù)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）實(shí)驗(yàn)時(shí)需要打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和重錘，由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以記錄時(shí)間，不需要秒表，故選：BC．
（2）實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)先啟動(dòng)打點(diǎn)，后釋放紙帶．
（3）從O點(diǎn)到B點(diǎn)過程中，重物的重力勢(shì)能減少量$△{E}_{p}=mgh=0.2×9.8×7.10×1{0}^{-2}$J=0.139J，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（9.50-5.10）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=1.1m/s，動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×1．{1}^{2}$≈0.121J．
故答案為：（1）BC，（2）啟動(dòng)打點(diǎn)，（3）0.139，0.121．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，掌握紙帶的處理方法，會(huì)根據(jù)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．