Question

5．“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)采用重物自由下落的方法：（保留三位小數(shù)）
（1）下列器材中不必要的是C（只需填字母代號(hào)）．
A．重物       B．紙帶       C．天平       D．電源
（2）中所使用的重物質(zhì)量為m=1kg，打點(diǎn)紙帶如圖所示，數(shù)據(jù)都從同一點(diǎn)開始測量，A．B．C為連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)，若以起始點(diǎn)O點(diǎn)為參考點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)間隔為0.02s，則記錄B點(diǎn)時(shí)，重物的速度v_B=0.600m/s，重物的動(dòng)能為E_K=0.180J．
從開始下落到B點(diǎn)，重物的重力勢能改變量是△E_P=0.183J，因此，可以得出的結(jié)論是：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)原理可知，該實(shí)驗(yàn)不需要測量物體質(zhì)量，因此不需要天平．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度可以求出B點(diǎn)的速度大小，進(jìn)一步可求出其動(dòng)能，根據(jù)勢能的定義可以求出勢能的改變量，從而驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．

解答 解：（1）根據(jù)重物下落過程中機(jī)械能守恒的表達(dá)式可知，物體的質(zhì)量可以約掉，因此本實(shí)驗(yàn)中不需要天平，故ABD錯(cuò)誤，故C正確．
故選：C．
（2）B點(diǎn)的速度為：v_B=$\frac{{s}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0324-0.0084}{2×0.02}$=0.600m/s
重物的動(dòng)能為：E_kB=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×0．{6}^{2}$=0.180（J）
重力勢能的該變量為：mgh_OB=1×9.8×0.0187=0.183（J）
由于重物下落時(shí)克服阻力做功，因此重力勢能減小量略大于動(dòng)能增加量，故在誤差范圍內(nèi)機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）C；（2）0.600m/s，0.180J，0.183J，在誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒是中學(xué)階段的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，要從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)來理解實(shí)驗(yàn)同時(shí)注意平時(shí)加強(qiáng)練習(xí)，注意單位的轉(zhuǎn)換．