Question

用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中：
（1）有下列器材可供選用：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵架臺(tái)（帶鐵架）、帶鐵夾的重物、復(fù)寫紙、紙帶、秒表、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、天平，其中不必要的器材是______；缺少的器材是交流電源，______．
（2）供選擇的重物有以下四個(gè)，應(yīng)選擇______
A．質(zhì)量為100g的木球B．質(zhì)量為10g的砝碼 C．質(zhì)量為200g的重錘D．質(zhì)量為10g的塑料球
（3）若實(shí)驗(yàn)中所用重錘質(zhì)量為m=1kg，打點(diǎn)紙帶如圖1所示（O點(diǎn)為自由下落的起始點(diǎn)），打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，則記錄D點(diǎn)時(shí)，重錘的速度v_D=______，重錘動(dòng)能E_KD=______．從開(kāi)始下落起至D點(diǎn)，重錘的重力勢(shì)能減少量為_(kāi)_____J，因此可得出的結(jié)論是______．（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）
（4）根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度v，量出下落距離h，則以v²/2為縱軸，以h為橫軸畫出的圖象應(yīng)是圖2中的______

Answer 1

（1）其中不必要的器材是：因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、

1

2

mv2的大小關(guān)系，故m可約去，不需要用天平，不需要秒表，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身可以表示出時(shí)間；
在實(shí)驗(yàn)中需要刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)間的距離從而可知道重錘下降的距離，以及通過(guò)紙帶上兩點(diǎn)的距離，求出平均速度，從而可知瞬時(shí)速度，因此還需要刻度尺，交流電源．
故答案為：秒表、天平；刻度尺，交流電源．
（2）由于實(shí)驗(yàn)中受到空氣阻力和紙帶的摩擦阻力，所以我們應(yīng)找體積較小，質(zhì)量較大的物體作為研究對(duì)象．
故選C．
（3）變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，由此可以求出D點(diǎn)的速度大小為：
vD=

xCE

2T

=0.768m/s
EkD=

1

2

mv2=0.295J
重力勢(shì)能減少量是：mgh=1×9.8×32.72×10^-3=0.321J
減少的重力勢(shì)能和增加的動(dòng)能幾乎相等，故結(jié)論是：在忽略阻力的情況下，重錘機(jī)械能守恒．
故答案為：0.768；0.295；0.301，在忽略阻力的情況下，重錘機(jī)械能守恒．
（4）根據(jù)機(jī)械能守恒有mgh=

1

2

mv2，由此得出則以

v2

2

為縱軸，以h為橫軸畫出的圖象為過(guò)原點(diǎn)的直線，ABD錯(cuò)誤，C正確．
故選C．