Question

13．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，有如下可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：重錘、鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器以及復(fù)寫紙、紙帶、低壓直流電源、天平、秒表、導(dǎo)線、開關(guān)．
（1）其不不必要的器材是天平、秒表、低壓直流電源，缺少的關(guān)鍵器材是低壓交流電源，刻度尺．（注：不必要的和缺少的器材不止一個(gè)）
（2）若重物質(zhì)量為0.50kg，選擇好的紙帶如圖所示，O、A之間有幾個(gè)點(diǎn)未畫出．已知相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，長(zhǎng)度單位是cm，g取9.8m/s²．則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)B時(shí)，重物的速度v_B=1.00m/s；從起點(diǎn)O到打下點(diǎn)B的過(guò)程中，重物重力勢(shì)能的減少量△E_P=0.260J，動(dòng)能的增加量△E_k=0.250J．（后兩個(gè)空結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量，從而確定不需要的器材以及缺少的器材．
（2）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，根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，不需要天平，時(shí)間可以通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器直接得出，不需要秒表，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，不需要低壓直流電源．
缺少低壓交流電源，因?yàn)橐獪y(cè)量點(diǎn)跡間的距離，還缺少刻度尺．
（2）B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.51-3.51）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=1.00m/s，則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}×0.5×1J=0.250J$，重力勢(shì)能的減小量$△{E}_{p}=mgh=0.5×9.8×5.30×1{0}^{-2}$J=0.260J．
故答案為：（1）天平、秒表、低壓直流電源； 低壓交流電源，刻度尺；（2）1.00，0.260，0.250．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，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)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．