Question

5．利用圖1裝置做“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗．
①為驗證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的A．
A．動能變化量與勢能變化量
B．速度變化量和勢能變化量
C．速度變化量和高度變化量
②除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點(diǎn)計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是AB．
A．交流電源     B．刻度尺       C．天平（含砝碼）
③實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖2所示的一條紙帶．在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為h_A、h_B、h_C．已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g，打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的周期為T．設(shè)重物的質(zhì)量為m．從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能變化量△E_p=-mgh_B，動能變化量△E_k=$\frac{m（{h}_{C}-{h}_{A}）^{2}}{8{T}^{2}}$．

④大多數(shù)學(xué)生的實驗結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是C．
A．利用公式v=gt計算重物速度
B．利用公式v=$\sqrt{2gh}$計算重物速度
C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響
D．沒有采用多次實驗取平均值的方法．

Answer 1

分析 驗證機(jī)械能守恒，即驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等．根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材．
根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度得出B點(diǎn)的速度，從而得出動能的增加量．

解答 解：①為驗證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的動能變化量和重力勢能的變化量，故選：A．
②打點(diǎn)計時器需接交流電源，驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，兩邊都有質(zhì)量，可以約去，不需要用天平測量質(zhì)量．實驗時需要用刻度尺測量點(diǎn)跡間的距離，從而得出下降的高度、以及計算出瞬時速度．故選：AB．
③從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能變化量△E_p=-mgh_B，B點(diǎn)的瞬時速度${v}_{B}=\frac{{h}_{C}-{h}_{A}}{2T}$，則動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{m（{h}_{C}-{h}_{A}）^{2}}{8{T}^{2}}$．
④實驗中重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，故選：C．
故答案為：①A    ②AB    ③-mgh_B，$\frac{m（{h}_{C}-{h}_{A}）^{2}}{8{T}^{2}}$，④C．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，以及知道實驗中誤差的來源，掌握紙帶的處理，會通過紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．