Question

11．（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(tái)  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．電鍵  K．米尺
上述器材不必要的是FG（只填字母代號(hào)），缺少的器材是重物．
（2）實(shí)驗(yàn)中下列物理量中需要直接測(cè)量的量有C，通過計(jì)算可得到的量有D（填字母序號(hào)）．
A．重錘質(zhì)量
B．重力加速度
C．重錘下落的高度
D．與下落高度相應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度
（3）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：

a．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度v_B=0.97m/s（保留兩位有效數(shù)字）；
b．從點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，物體重力勢(shì)能的減少量△E_p=0.48J，動(dòng)能的增加量△E_k=0.47J．
根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)求出加速度a=10m/s²．（全部保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 通過實(shí)驗(yàn)的原理出發(fā)，確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需的器材，以及不必要的器材．
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B點(diǎn)的動(dòng)能，根據(jù)下降的高度求出物體重力勢(shì)能的減小量，從而判斷機(jī)械能是否守恒

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)中，要有做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體重錘；通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來記錄物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間，不需要秒表，由于驗(yàn)證機(jī)械能公式中可以把物體質(zhì)量約掉，因此不需要天平，同時(shí)實(shí)驗(yàn)中缺少重物．
 （2）需要直接測(cè)量的量為下落的高度確定勢(shì)能的減小量，對(duì)應(yīng)高度處的速度確定動(dòng)能的增加量．
  （3）a、B點(diǎn)的速度${v}_{B}=\frac{oC-oA}{2T}$=0.97m/s，則B點(diǎn)的動(dòng)能${E}_{KB}=\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$=0.47J．
        重物重力勢(shì)能的減小量△E_p=mgh=m×9.8×0.0486=0.48J．
    b、由$a=\frac{△x}{{T}^{2}}$=10m/s²
故答案為：（1）FC  重物
         （2）C  D
         （3）a 0.97   b 0.48  0.47  10m/s²

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理，以及掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度