Question

4．如圖1所示，是用落體法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)回答下列問題：
①本實(shí)驗(yàn)中，除鐵架臺(tái)、夾子、低壓交流電源、紙帶和重物外，還需要選用的儀器是BD
A．秒表       B．毫米刻度尺       C．天平       D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
②下列操作應(yīng)注意的是：安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要注意讓上下限位孔在同一豎直方向上；釋放紙帶時(shí)應(yīng)盡量讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；然后先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放重錘；使重物下落．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器會(huì)在紙帶上打出一系列的小點(diǎn)．
③實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力，使重錘所減小的重力勢(shì)能往往大于它所獲得的動(dòng)能（填“大于”、“小于”或“等于”）．
④在計(jì)算如圖2紙帶中N點(diǎn)速度時(shí)，幾位同學(xué)分別用下列不同的方法進(jìn)行，其中正確的是BD
A．v_N=gnT           B．v_N=$\frac{{x}_{n}+{x}_{n+1}}{2T}$
C． v_N=g（n-1）T     D． v_N=$\frac{selcuhj_{n+1}-rgygeha_{n-1}}{2T}$

Answer 1

分析 重物帶動(dòng)紙帶下落過程中，除了重力還受到較大的阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能； 要根據(jù)${v}_{\frac{t}{2}}$=$\frac{x}{t}$ 來(lái)求瞬時(shí)速度．

解答 解：①驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，只需驗(yàn)證$\frac{1}{2}$v²與gh近似相等，故無(wú)需測(cè)量重錘質(zhì)量，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測(cè)量重錘下落高度即下落的時(shí)間，故無(wú)需秒表，故正確的為B、D．
②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔應(yīng)在同一豎直線上，以減小摩擦力的影響．
開始時(shí)應(yīng)使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處并保持靜止，先接通電源，再釋放紙帶，
③由于重錘下落過程中有部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為克服摩擦力做功而產(chǎn)生的熱量，故重錘減小的重力勢(shì)能稍大于獲得的動(dòng)能．
④應(yīng)根據(jù)${v}_{\frac{t}{2}}$=$\frac{x}{t}$ 來(lái)求N點(diǎn)的瞬時(shí)速度，所以v_N=$\frac{{x}_{n}+{x}_{n+1}}{2T}$，v_N=$\frac{50r45kx_{n+1}-ggpiuhu_{n-1}}{2T}$，所以BD正確，AC錯(cuò)誤；
故答案為：①BD；②豎直；接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源；釋放重錘； ③大于； ④BD．

點(diǎn)評(píng) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)方案很多，關(guān)鍵是要滿足只有重力做功的條件且操作方便才行，可以說(shuō)明用自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律是較好的方法．