Question

16．在用自由落體法“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)中，

（1）為完成此實(shí)驗(yàn)，除了圖1中所給的器材，以下所列器材中必需的有AD．（填字母）
A．毫米刻度尺       B．秒表     C．天平       D．低壓交流6V電源
（2）圖2為實(shí)驗(yàn)打下的紙帶，紙帶上的點(diǎn)都是連續(xù)打下的點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源周期為T，重力加速度為g．量得A、B、C各點(diǎn)到起點(diǎn)O（打下的第一個(gè)點(diǎn)）的長(zhǎng)度分別是 h₁、h₂、h₃．已知重錘質(zhì)量為m，從起點(diǎn)O到B點(diǎn)重錘所受重力做功W_G=mgh₂，動(dòng)能增加量△E_K=$\frac{m（{h}_{3}-{h}_{1}）^{2}}{8{T}^{2}}$．（用題中所給字母表示）
（3）在實(shí)驗(yàn)中，W_G和△E_K增并不嚴(yán)格相等，產(chǎn)生誤差的主要原因是重錘下落過(guò)程受到阻力作用．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)器材分析答題．
（2）應(yīng)用功的計(jì)算公式求出重力做的功，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論求出打B點(diǎn)時(shí)的速度，然后求出動(dòng)能的增加量．
（3）重錘下落過(guò)程受到阻力作用，要克服阻力做功，因此動(dòng)能的增加量與重力做功不相等．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)需要求出重力做功與重錘動(dòng)能的增加量，需要驗(yàn)證：mgh=$\frac{1}{2}$mv²，
即驗(yàn)證：gh=$\frac{1}{2}$v²，
實(shí)驗(yàn)需要用刻度尺測(cè)下落高度h，另外打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要使用交流電源，因此需要的器材為：AD．
（2）從起點(diǎn)O到B點(diǎn)重錘所受重力做功為：W_G=mgh₂，
大小B點(diǎn)時(shí)重錘的速度為：v=$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$，
重錘動(dòng)能的增加量為：△E_K=$\frac{1}{2}$mv²=$\frac{m（{h}_{3}-{h}_{1}）^{2}}{8{T}^{2}}$；
（3）重錘下落過(guò)程受到阻力作用，要克服阻力做功，因此動(dòng)能的增加量與重力做功不相等．
故答案為：（1）AD； （2）mgh₂；$\frac{m（{h}_{3}-{h}_{1}）^{2}}{8{T}^{2}}$；（3）重錘下落過(guò)程受到阻力作用．

點(diǎn)評(píng) 探究動(dòng)能定理的方案很多，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)，要理解實(shí)驗(yàn)原理，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的前提與關(guān)鍵；應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可以求出重錘的瞬時(shí)速度，然后求出動(dòng)能．