Question

10．小明同學想自己動手完成“驗證機械能守恒定律”的實驗，實驗前，他需要選擇儀器；
①對于實驗儀器選擇，下列說法中正確的是A
A．選重錘時稍重一些的比輕的好
B．選重錘時體積大一些的比小的好
C．實驗時要用秒表計時，以便計算速度
②完成實驗后，小明用刻度尺測量紙帶距離時如圖（乙），讀出A、C兩點間距為5.40cm，B點對應的速度v_B=1.35m/s（保留三位有效數(shù)字）；
③若H點對應的速度為v_H，重物下落的高度為h_BH，當?shù)刂亓�加速度為g，為完成實驗，要比較gh_BH與$\frac{1}{2}{v}_{H}^{2}-\frac{1}{2}{v}_{B}^{2}$的大小（用題給字母表示）．

Answer 1

分析 ①機械能守恒定律的條件是只有重力做功，所以本實驗的關(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)要注意進行估讀，根據(jù)勻變速直線運動中時間中的速度等于該過程中的平均速度，可以求出B點瞬時速度的大��；
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)機械能守恒的條件可知，在用重錘自由落體運動驗證機械能守恒定律實驗時，必須盡量減少摩擦力影響．
A、由于重的重錘重力遠大于阻力，所以重錘應選擇重的好，故A正確．
B、若重錘質(zhì)量相同時，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錯誤．
C、實驗時通過打點來計時，不要用秒表計時，故C錯誤．
故選A；
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)勻變速直線運動中時間中的速度等于該過程中的平均速度，可以求出B點瞬時速度的大小為：
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，即可驗證機械能是否守恒．
故答案為：①A； ②5.40±0.02、1.35±0.01；  ③$\frac{1}{2}{v}_{H}^{2}-\frac{1}{2}{v}_{B}^{2}$．

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