Question

11．“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中．圖（甲）是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，選取其中連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn)標(biāo)為A、B、C…G、H、I，對BH段進(jìn)行研究．
（1）對于實(shí)驗(yàn)儀器選擇，下列說法中正確的是AD
A．選重錘時(shí)稍重一些的比輕的好
B．選重錘時(shí)體積大一些的比小的好
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)要用秒表計(jì)時(shí)，以便計(jì)算速度
D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器選用電火花計(jì)時(shí)器比電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要好
（2）用刻度尺測量距離時(shí)如圖（乙），讀出A、C兩點(diǎn)間距為5.40 cm，B點(diǎn)對應(yīng)的速度v_B=1.35m/s（保留三位有效數(shù)字）；
（3）若B點(diǎn)對應(yīng)的速度為v_B，H點(diǎn)對應(yīng)的速度為v_H，重物下落的高度為h_BH，當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g，要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，只需要比較gh_BH與$\frac{1}{2}$${v}_{H}^{2}$-$\frac{1}{2}$${v}_{B}^{2}$的大小即可（用題給字母表示）．

Answer 1

分析 （1）機(jī)械能守恒定律的條件是只有重力做功，所以本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是想法減少重錘受到阻力的影響，減少措施有選取密度大的、質(zhì)量大體積小的重錘；
（2）刻度尺的讀數(shù)要注意進(jìn)行估讀，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時(shí)間中的速度等于該過程中的平均速度，可以求出B點(diǎn)瞬時(shí)速度的大小；
（3）根據(jù)功能關(guān)系mgh=$\frac{1}{2}$mv²可知，需要比較哪些物理量．

解答 解：（1）根據(jù)機(jī)械能守恒的條件可知，在用重錘自由落體運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須盡量減少摩擦力影響．
A、由于重的重錘重力遠(yuǎn)大于阻力，所以重錘應(yīng)選擇重的好，故A正確．
B、若重錘質(zhì)量相同時(shí)，體積小的受到的空氣阻力小，所以選體積小的重錘比體積大的好，故B錯(cuò)誤．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)通過打點(diǎn)來計(jì)時(shí)，不要用秒表計(jì)時(shí)，故C錯(cuò)誤．
D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器選用電火花計(jì)時(shí)器比電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要好，故D正確；
故選：AD；
（2）根據(jù)刻度尺的指示可知：AC之間的距離為：x_AC=5.40cm，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時(shí)間中的速度等于該過程中的平均速度，可以求出B點(diǎn)瞬時(shí)速度的大小為：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.054}{2×0.02}$=1.35m/s
（3）根據(jù)功能關(guān)系mgh=$\frac{1}{2}$mv²-$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$
可知：因此需要比較$\frac{1}{2}$${v}_{H}^{2}$-$\frac{1}{2}$${v}_{B}^{2}$，與gh_BH 的大小，即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．
故答案為：（1）AD，（2）5.40±0.02、1.35±0.01；   
（3）$\frac{1}{2}$${v}_{H}^{2}$-$\frac{1}{2}$${v}_{B}^{2}$．

點(diǎn)評 對于實(shí)驗(yàn)的具體操作，不光要靠記憶理解，要親自動手實(shí)驗(yàn)，切實(shí)去體會．正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、所測數(shù)據(jù)、誤差分析等，會起到事半功倍的效果．