Question

10．（1）為進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，有下列器材可供選擇：
A．鐵架臺  B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器   C．復(fù)寫紙   D．紙帶   E．低壓交流電源
F．天平    G．秒表    H．導(dǎo)線    I．開關(guān)    K．米尺    J．重錘
在該實(shí)驗(yàn)中：上述器材不必要的是FG．（只填字母代號）
（2）關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是B．
A．重物應(yīng)選用密度小的物體
B．兩個(gè)限位孔應(yīng)在同一豎直線上
C．實(shí)驗(yàn)中必須測出重錘的質(zhì)量
D．應(yīng)先釋放紙帶，后接通電源
（3）若質(zhì)量m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)如圖1所示，O為第一個(gè)點(diǎn)，A．B．C為相鄰的點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，長度單位是cm，取g=9.8m/s²，求從點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，物體重力勢能的減少量△E_p=0.48J，動能的增加量△E_k=0.47J（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）．
（4）小明在實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)多次測量發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總是略大于重錘增加的動能（填“大于”．“小于”），這是由于系統(tǒng)誤差造成的（填“系統(tǒng)”．“偶然”）．
（5）小明認(rèn)為，在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機(jī)械能守恒．小明用（3）中數(shù)據(jù)畫v²-h圖象（如圖2），圖線的斜率為k，則所測得當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?\frac{k}{2}$．

Answer 1

分析 理解該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，需要測量的數(shù)據(jù)等；明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用；理解實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)以及如何進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；對于任何實(shí)驗(yàn)注意從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚；
根據(jù)平均速度等于中時(shí)刻的瞬時(shí)速度，結(jié)合周期等于頻率的倒數(shù)，即可求解；
根據(jù)機(jī)械能守恒定律，結(jié)合v²-h圖象的斜率含義，即可求解

解答 解：（1）在實(shí)驗(yàn)中需要刻度尺測量紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)間的距離從而可知道重錘下降的距離，以及通過紙帶上兩點(diǎn)的距離，求出平均速度，從而可知瞬時(shí)速度．紙帶上相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔已知，所以不需要秒表．重錘的質(zhì)量可測可不測，
故選：FG．
（2）A、為了讓重物的運(yùn)動接近自由落體，忽略阻力；重物應(yīng)選擇密度大體積小的物體；故A錯(cuò)誤；
B、手提紙帶時(shí)使紙帶保持豎直，與限位孔應(yīng)在同一豎直線上，從而減小摩擦力，故B正確；
C、實(shí)驗(yàn)中不要測出重錘的質(zhì)量，因等式兩邊均有質(zhì)量；故C錯(cuò)誤；
D、開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差，故D錯(cuò)誤．
故選：B；
（3）重力勢能的減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0486J≈0.48J，
動能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×（0.97）²≈0.47J．
（4）通過計(jì)算可知△E_p＞△E_k，因?yàn)榧垘�下落過程中存在摩擦阻力作用，這是系統(tǒng)誤差造成的；
（5）根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mgh=$\frac{1}{2}$mv²，
得：v²=2gh，故v²-h圖象是過原點(diǎn)的一條直線，
直線的斜率k=2g，那么g=$\frac{k}{2}$；
故答案為：（1）FG；（2）B； （3）0.48，0.47；（4）大于，系統(tǒng)；（5）$\frac{k}{2}$．

點(diǎn)評 對于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)要從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)去理解，要親自動手實(shí)驗(yàn)，深刻體會實(shí)驗(yàn)的具體操作，不能單憑記憶去理解實(shí)驗(yàn)．在實(shí)驗(yàn)中注意體會實(shí)驗(yàn)的誤差來源，并能找到合適的方向去減小誤差；
并掌握求瞬時(shí)速度的方法，及理解機(jī)械能守恒定律的條件，注意v²-h圖象的斜率的含義．