Question

在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率為50Hz（打點計時器每隔0.02s打一次點），當(dāng)?shù)刂亓�加速度的值�?.80m/s²，測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg．若按實驗要求正確地選出紙帶進(jìn)行測量，圖中各個相鄰的計數(shù)點時間間隔為0.04s，測量得A、B、C三個計數(shù)點到第一個點O的距離如圖所示，單位均是cm，那么（計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）：
①在本實驗中，下列需要測量得到的物理量有

C

，通過計算得到的有

D

．
（只填寫答案序號）
A、重錘質(zhì)量        B、重力加速度
C、重錘下落高度    D、與下落高度相對應(yīng)的重錘的瞬時速度
②打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度v_B=

1.50

m/s，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=

1.81

J，此過程中物體動能的增加量是△E_k=

1.13

J；
③通過計算，數(shù)值上△E_k

＜

△E_p （填“＞”“=”或“＜”）
④通過對③結(jié)果的分析，你得到的實驗的結(jié)論是

在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒

．

Answer 1

分析：本題要驗證機(jī)械能守恒定律，即

1

2

mv2=mgh，所以要測量重物下落的高度，要計算與下落高度相對應(yīng)的重錘的瞬時速度．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(nèi)平均速度等于中間時間的瞬時速度求出B點的瞬時速度，從而求出動能的變化量．

解答：解：①本題要驗證機(jī)械能守恒定律，即

1

2

mv2=mgh，所以要測量重物下落的高度，要計算與下落高度相對應(yīng)的重錘的瞬時速度．故選：C、D
②B點的瞬時速度等于AC段的平均速度，則：v_B=

xAC

2T

=

0.1901-0.0701

0.08

=1.50m/s
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=mgh=1×9.8×0.1205J≈1.18J．此過程中物體動能的增加量是：
△E_k=

1

2

mvB2=

1

2

×1×(1.5)2=1.13J．
③通過計算知數(shù)值上有：△E_K＜△E_P；
④實驗的結(jié)論是在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．
故答案為：①C、D；②1.50；1.18；1.13；③＜④在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

點評：解決本題的關(guān)鍵掌握驗證機(jī)械能守恒定律的實驗原理，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解加速度和瞬時速度．