Question

13．如圖1為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．
（1）為完成此實驗，除了圖中所示器材，還需要有（多選）AD
A．刻度尺  B．秒表   C．天平   D．交流電源
（2）在一次實驗中，質量m的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖2所示，長度單位cm，那么從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能減少量是△E_p=0.50mJ，此過程中物體動能的增加量△E_k=0.48mJ（g取10m/s²，結果數(shù)據(jù)均保留兩位有效數(shù)字）；通過計算，數(shù)值上△E_p＞△E_k（填“＞”“=”或“＜”），這是因為摩擦阻力和空氣對物體做負功，機械能減�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定還需要的實驗器材；
（2）根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而得出動能的增加量，通過能量守恒的角度分析重力勢能減小量大于動能增加量的原因．

解答 解：（1）實驗中需要通過刻度尺測量點跡間的距離，從而得出重物下降的高度，以及求出瞬時速度，故A正確．
時間可以通過打點計時器直接得出，不需要秒表，故B錯誤．
C、驗證機械能守恒，即驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質量可以約去，所以不需要用天平測量質量，故C錯誤．
D、打點計時器需要交流電源，故D正確．
故選：AD．
（2）從起點O到打下記數(shù)點B的過程中重力勢能減少量△E_p=mgh=m×10×0.0501≈0.50m，
B點的瞬時速度v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0706-0.0314}{0.04}$ m/s=0.98m/s，
則動能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×m×0.982≈0.48m，
通過計算，數(shù)值上△E_p＞△E_k，這是因為摩擦阻力和空氣阻力對物體做負功，機械能減少．
故答案為：（1）AD，（2）0.50m，0.48m，＞，摩擦阻力和空氣阻力對物體做負功，機械能減小．

點評 解決本題的關鍵掌握實驗的原理，以及掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶得出下降的高度，從而得出重力勢能的減小量，會根據(jù)紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量．