Question

14．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）供實(shí)驗(yàn)選擇的重物有以下四個(gè)，應(yīng)選擇：D
A．質(zhì)量為10g的砝碼B．質(zhì)量為200g的木球
C．質(zhì)量為50g的塑料球D．質(zhì)量為200g的鐵球
（2）下列敘述正確的是CD
A．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間
B．可用自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算重物的瞬時(shí)速度
C．因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)比較$\frac{m{v}^{2}}{2}$和mgh是否相等來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，故不需要測(cè)量重物的質(zhì)量
D．釋放重物前應(yīng)手提紙帶的上端，使紙帶豎直通過(guò)限位孔
（3）質(zhì)量m=1kg的物體自由下落，得到如圖所示的紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.04s，那么從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，物體重力勢(shì)能的減少量E_p=2.28J，此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量E_k=2.26J．（g=9.8m/s²，保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和操作中的注意事項(xiàng)確定合適的器材以及正確的操作步驟．
根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，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，從而得出動(dòng)能的增加量．

解答 解：（1）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，重物選擇質(zhì)量大一些，體積小一些的，所以應(yīng)選用鐵球．故選：D．
（2）實(shí)驗(yàn)中重物下落的時(shí)間可以通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器直接得出，不需要用秒表測(cè)量，故A錯(cuò)誤．
B、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)速度求出瞬時(shí)速度的大小，不能根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，否則運(yùn)用機(jī)械能守恒驗(yàn)證機(jī)械能守恒，沒(méi)有驗(yàn)證的意義，故B錯(cuò)誤．
C、因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)比較$\frac{m{v}^{2}}{2}$和mgh是否相等來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，質(zhì)量可以約去，所以不需要測(cè)量重物的質(zhì)量，故C正確．
D、釋放重物前應(yīng)手提紙帶的上端，使紙帶豎直通過(guò)限位孔，故D正確．
故選：CD．
（3）起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，物體重力勢(shì)能的減少量△E_p=mgh_OB=1×9.8×0.2325J≈2.28J．
B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.3250-0.1550}{0.08}m/s$=2.125m/s，則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×2.12{5}^{2}≈$2.26J．
故答案為：（1）D，（2）CD，（3）2.28，2.26．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)根據(jù)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，難度不大．