Question

7．在“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗中，兩實驗小組同學(xué)分別采用了如圖甲和乙所示的裝置，采用兩種不同的實驗方案進(jìn)行實驗．
（1）在實驗中，為了使空氣阻力影響更小，下落物體應(yīng)選擇密度大的重物；乙圖中，兩個重物的質(zhì)量關(guān)系應(yīng)該是m₁＞m₂（填“＞”“=”或“＜”）；
（2）采用圖乙的方案進(jìn)行實驗，除圖中已有的器材外，還需要的實驗器材有低壓交流電源、刻度尺和天平；
（3）比較兩種實驗方案，下列說法正確的是D．
A．甲方案中，重物重力勢能的減少量會略小于重物的動能增量
B．乙方案中，兩物體構(gòu)成的系統(tǒng)的重力勢能的減少量會略大于系統(tǒng)的動能增量
C．甲方案中，在驗證機(jī)械能是否守恒時，一定要測量出重物的質(zhì)量
D．甲、乙兩方案中，如果紙帶長度相同，乙方案可以通過適當(dāng)改變m₁和m₂的大小，調(diào)節(jié)點跡的個數(shù)．

Answer 1

分析 （1、2）在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，應(yīng)選擇質(zhì)量大，體積小的物體作為重物．乙圖是驗證系統(tǒng)機(jī)械能守恒，通過實驗的原理確定測量的器材和兩個重物的質(zhì)量關(guān)系．
（3）乙方案還受到細(xì)線和滑輪之間阻力的影響，對驗證機(jī)械能守恒定律有影響．

解答 解：（1）為了減小實驗的誤差，甲圖中的重物應(yīng)選擇質(zhì)量大，體積小的重物，即密度大的重物．乙圖是驗證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，m₁向下運動，m₂向上運動，所以m₁＞m₂．
（2）驗證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，即驗證系統(tǒng)動能的增加量和系統(tǒng)重力勢能的減小量是否相等，動能的增加量為△E_k=$\frac{1}{2}$（m₁+m₂）v²，重力勢能的減小量為△E_P=（m₁-m₂）gh．
可知需要測量兩個重物的質(zhì)量，所以實驗器材，還需要天平．
（3）甲方案更合理，因為在乙圖中還受到細(xì)線與滑輪之間的阻力影響；
A、甲方案中，重物重力勢能的減少量會略大于重物的動能增量，故A錯誤；
B、乙方案中，還受到細(xì)線與滑輪之間的阻力影響，則兩物體構(gòu)成的系統(tǒng)的重力勢能的減少量會大于系統(tǒng)的動能增量，故B錯誤；
C、甲方案中，在驗證機(jī)械能是否守恒時，可以約去，不需要測量出重物的質(zhì)量，故C錯誤；
D、如果紙帶長度相同，乙方案可以通過適當(dāng)改變m₁和m₂的大小，來控制加速度大小，即可調(diào)節(jié)點跡的個數(shù)，故D正確；
故答案為：（1）＞；（2）天平；（3）D．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，通過原理確定測量的器材以及誤差的來源，理解兩方案的優(yōu)點與缺點．