Question

7．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，兩實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別采用了如圖甲和乙所示的裝置，采用兩種不同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）在實(shí)驗(yàn)中，為了使空氣阻力影響更小，下落物體應(yīng)選擇密度大的重物；乙圖中，兩個(gè)重物的質(zhì)量關(guān)系應(yīng)該是m₁＞m₂（填“＞”“=”或“＜”）；
（2）采用圖乙的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，除圖中已有的器材外，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有低壓交流電源、刻度尺和天平；
（3）比較兩種實(shí)驗(yàn)方案，下列說(shuō)法正確的是D．
A．甲方案中，重物重力勢(shì)能的減少量會(huì)略小于重物的動(dòng)能增量
B．乙方案中，兩物體構(gòu)成的系統(tǒng)的重力勢(shì)能的減少量會(huì)略大于系統(tǒng)的動(dòng)能增量
C．甲方案中，在驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒時(shí)，一定要測(cè)量出重物的質(zhì)量
D．甲、乙兩方案中，如果紙帶長(zhǎng)度相同，乙方案可以通過(guò)適當(dāng)改變m₁和m₂的大小，調(diào)節(jié)點(diǎn)跡的個(gè)數(shù)．

Answer 1

分析 （1、2）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇質(zhì)量大，體積小的物體作為重物．乙圖是驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的原理確定測(cè)量的器材和兩個(gè)重物的質(zhì)量關(guān)系．
（3）乙方案還受到細(xì)線(xiàn)和滑輪之間阻力的影響，對(duì)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律有影響．

解答 解：（1）為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差，甲圖中的重物應(yīng)選擇質(zhì)量大，體積小的重物，即密度大的重物．乙圖是驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，m₁向下運(yùn)動(dòng)，m₂向上運(yùn)動(dòng)，所以m₁＞m₂．
（2）驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，即驗(yàn)證系統(tǒng)動(dòng)能的增加量和系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量是否相等，動(dòng)能的增加量為△E_k=$\frac{1}{2}$（m₁+m₂）v²，重力勢(shì)能的減小量為△E_P=（m₁-m₂）gh．
可知需要測(cè)量?jī)蓚�(gè)重物的質(zhì)量，所以實(shí)驗(yàn)器材，還需要天平．
（3）甲方案更合理，因?yàn)樵谝覉D中還受到細(xì)線(xiàn)與滑輪之間的阻力影響；
A、甲方案中，重物重力勢(shì)能的減少量會(huì)略大于重物的動(dòng)能增量，故A錯(cuò)誤；
B、乙方案中，還受到細(xì)線(xiàn)與滑輪之間的阻力影響，則兩物體構(gòu)成的系統(tǒng)的重力勢(shì)能的減少量會(huì)大于系統(tǒng)的動(dòng)能增量，故B錯(cuò)誤；
C、甲方案中，在驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒時(shí)，可以約去，不需要測(cè)量出重物的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；
D、如果紙帶長(zhǎng)度相同，乙方案可以通過(guò)適當(dāng)改變m₁和m₂的大小，來(lái)控制加速度大小，即可調(diào)節(jié)點(diǎn)跡的個(gè)數(shù)，故D正確；
故答案為：（1）＞；（2）天平；（3）D．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，通過(guò)原理確定測(cè)量的器材以及誤差的來(lái)源，理解兩方案的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)．