Question

一位同學(xué)做“用自由落體運(yùn)動驗證機(jī)械能守恒定律”
1）現(xiàn)有下列器材可供選擇：A．鐵架臺、B．電磁式打點(diǎn)計時器、C．復(fù)寫紙、D．紙帶、E．天平、F．秒表、G．導(dǎo)線、H．開關(guān)、I．重物．其中不必要的器材是______（填相應(yīng)的序號），缺少的器材是______．
2）在《驗證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗中，打點(diǎn)計時器所接交流電頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.8m/s²．實(shí)驗選用重錘質(zhì)量為0.1kg，從所打紙帶中選擇一條合適的紙帶，紙帶上連續(xù)的點(diǎn)A、B、C、D至第1個點(diǎn)O的距離如圖所示，則重錘從O運(yùn)動到C，重力勢能減少______J，重錘經(jīng)過C時的速度為______m/s．其動能增加______J（保留兩位有效數(shù)字）．
3）實(shí)驗結(jié)論：______．

Answer 1

【答案】分析：解決實(shí)驗問題首先要掌握該實(shí)驗原理，了解實(shí)驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
紙帶法實(shí)驗中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的瞬時速度和加速度，從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．
解答：解：（1）其中不必要的器材是：
E、因為我們是比較mgh、mv²的大小關(guān)系，故m可約去，不需要用天平．故E沒有必要．
F、不需要秒表，打點(diǎn)計時器本身可以表示出時間．
缺少的器材是：低壓交流電源、刻度尺
（2）重力勢能減小量△E_p=mgh=0.1×9.8×0.561m J=0.55  J．
利用勻變速直線運(yùn)動的推論得：
v_C===3.3m/s
E_kC=mv_C²=0.54  J
△E_k=E_kC-0=0.54 J
（3）重錘從O運(yùn)動到C，重力勢能減少量略大于動能的增加量，所以在誤差允許范圍內(nèi)，物體下落過程中機(jī)械能守恒．
答：（1）EF；低壓交流電源、刻度尺
（2）0.55；   3.3；   0.54
（3）在誤差允許范圍內(nèi)，物體下落過程中機(jī)械能守恒．
點(diǎn)評：紙帶問題的處理時力學(xué)實(shí)驗中常見的問題．我們可以紙帶法實(shí)驗中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的瞬時速度和加速度．
數(shù)據(jù)處理時要注意單位的換算．