Question

1．某同學(xué)使用如圖1所示的裝置來驗(yàn)證“機(jī)械能守恒定律”．
①備有如下器材：A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器    B．直流電源    C．交流電源   D．紙帶    
E．帶夾子的重物   F．秒表   G．刻度尺   H．導(dǎo)線    I．鐵架臺．
其中該實(shí)驗(yàn)不需要的器材是BF（填字母代號）．
②電火花計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上，圖2為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，從起始點(diǎn)O開始，將此后連續(xù)打出的7個(gè)點(diǎn)依次標(biāo)為A、B、C、D…，電火花計(jì)時(shí)器打F點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度為1.15 m/s．（保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）

③如果已知重錘的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，OF之間的距離用s表示，打下F點(diǎn)時(shí)的速度用v表示．則從打O點(diǎn)到打F點(diǎn)的過程中，重錘重力勢能的減少量為mgs，重錘動(dòng)能的增加量為$\frac{1}{2}$mv²．（用符號表示）

Answer 1

分析 （1）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，即驗(yàn)證鉤碼重力勢能的減小量與動(dòng)能的增加量是否相等，運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需使用交流電源．紙帶處理時(shí)需刻度尺，從而確定不需要的器材；
（2）中間時(shí)刻的速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度；求EG段的平均速度即可作為F點(diǎn)的速度；
（3）根據(jù)圖2求出下落的高度，由E_P=mgh即可求得重力勢能減小量；根據(jù)動(dòng)能的表達(dá)式可求得動(dòng)能；

解答 解：（1）要驗(yàn)證鉤碼動(dòng)能的增加量與重力勢能的增加量是否相等，即看是否有這樣的關(guān)系mgh=$\frac{1}{2}$mv₂²-$\frac{1}{2}$mv₁²．質(zhì)量可以約去，所以不需要天平，要測量下落的高度和瞬時(shí)速度，在紙帶處理時(shí)需刻度尺．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要交流電源，因此不需要的器材有：直流電源、秒表、天平，故不需要的器材選BF．
（2）F點(diǎn)的速度等于EG段的平均速度，則有：v_F=$\frac{0.046}{2×0.02}$=1.15m/s；
（2）重力勢能的減小量△E_P=mgs；
動(dòng)能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}$ mv²；
故答案為：①BF
 ②1.15
③mgs；$\frac{1}{2}$ mv²；

點(diǎn)評 本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)；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、實(shí)驗(yàn)步驟、所測數(shù)據(jù)等，會起到事半功倍的效果．