Question

2．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中：
（1）從下列器材中選出實(shí)驗(yàn)所必須的，其編號(hào)為ABD．
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（包括紙帶）；B．重錘；C．天平；
D．毫米刻度尺；E．秒表；
（2）在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1.00kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)，如下圖所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為紙帶上打下的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)（其它點(diǎn)未畫出）．已知打點(diǎn)計(jì)器打點(diǎn)頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g=9.80m/s²．那么：從O點(diǎn)到所取B點(diǎn)，重物重力勢(shì)能減少量△Ep=1.88J；動(dòng)能增加量△E_k=1.84J；（結(jié)果取3位有效數(shù)字）
（3）根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

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、3根據(jù)下降的高度得出重物重力勢(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．通過(guò)比較得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，不需要天平，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器直接得出，不需要秒表．故選：ABD．
（2）從O點(diǎn)到所取B點(diǎn)，重物重力勢(shì)能減少量為：△Ep=mgh_B=1×9.8×0.1920J≈1.88J，
B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.2323-0.1555}{0.04}$m/s=1.92m/s，
則動(dòng)能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×1.9{2}^{2}J≈$1.84J．
（3）由第（2）問(wèn)可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）ABD，（2）1.88，1.84，（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，通過(guò)重力勢(shì)能的減小量和動(dòng)能的增加量是否相等進(jìn)行驗(yàn)證，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．