Question

在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的一次實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m的重物自由下落，如下圖所示，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，P是第一個(gè)點(diǎn)（實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率f=50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g=9.8m/s²），那么：
①在實(shí)驗(yàn)中，除鐵架臺(tái)、夾子、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電源、紙帶和重錘外，還需選用下述儀器中的哪種？

B

A．秒表   B．刻度尺   C．天平   D．彈簧秤
②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，重物的速度v_B=

1.37

m/s（保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）；
③從起點(diǎn)P到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，物體的重力勢能減少量△E_P=

0.94

m （保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）；
④實(shí)驗(yàn)中重物增加的動(dòng)能往往

小于

（填“大于”、“等于”或“小于”）它所減少的勢能，產(chǎn)生這種情況的主要原因是

存在摩擦阻力

；
⑤若紙帶不慎斷裂，失去開頭部分的幾個(gè)點(diǎn)，

能

（填“能”或“不能”）根據(jù)剩下部分驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需的器材．
（2、3）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，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．
（4）由于存在阻力，重力勢能的減小量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的增加量和內(nèi)能，所以重力勢能的減小量略大于動(dòng)能的增加量．
（5）根據(jù)剩余部分紙帶，只要知道兩個(gè)點(diǎn)的速度和距離，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

解答：解：（1）需要用刻度尺量出點(diǎn)間的距離，從而算出某個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度，因此選擇刻度尺；時(shí)間可以通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量，不需要秒表，不需要測量物體的質(zhì)量，所以不需要天平以及彈簧秤．故選：B．
（2）打B點(diǎn)的速度就是AC段的平均速度，即：vB=

(12.50-7.04)×10-2

0.04

=1.37m/s．
（3）重力勢能的減小量△E_p=mgh=m×9.8×0.0958=0.94m．
（4）由于下落的過程中，存在摩擦阻力，往往會(huì)導(dǎo)至增加的動(dòng)能小于減小的勢能．
（5）只要能知道某兩個(gè)點(diǎn)的速度，再知道兩點(diǎn)間的距離就可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒，
故答案為：①B，②1.37，③0.94，④小于，存在阻力，⑤能

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，知道實(shí)驗(yàn)誤差形成的原因，以及會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度．