Question

16．某同學(xué)利用重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)
①有關(guān)重錘的質(zhì)量，下列說法正確的有AC
A．應(yīng)選用質(zhì)量較大的重錘，使重錘和紙帶所受的重力遠(yuǎn)大于它們所受的阻力
B．應(yīng)選用質(zhì)量較小的重錘，使重錘的慣性小一些，下落時(shí)更接近于自由落體運(yùn)動(dòng)
C．不需要稱量重錘的質(zhì)量
D．必須稱量重錘的質(zhì)量．
②在該實(shí)驗(yàn)中，選定了一條較為理想的紙帶，如圖所示，“0”為起始點(diǎn)，以后紙帶上所打的各點(diǎn)依次記為1、2、3…．測得的S₁、S₂、S₃…是重錘從開始運(yùn)動(dòng)到各時(shí)刻的位移，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)“4”時(shí)，重錘動(dòng)能的表達(dá)式為$\frac{m{{（s}_{5}-{s}_{3}）}^{2}}{8{T}^{2}}$；從“0”點(diǎn)到“4”點(diǎn)的中重錘重力勢能的減少量表達(dá)式為mgs₄（已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，重錘質(zhì)量為m，重力加速度為g）

Answer 1

分析 在實(shí)驗(yàn)中，為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差，重錘選擇質(zhì)量大、體積小的，應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶．
本實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的是重力勢能的減小量和動(dòng)能的增加量是否相等，根據(jù)下落的高度求出重力勢能的減小量，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)速度求出瞬時(shí)速度的大小，從而求出動(dòng)能的增加量

解答 解：（1）A、實(shí)驗(yàn)中為了減小阻力的影響，重錘選用體積較小，質(zhì)量較大的重錘．故A正確，B錯(cuò)誤．
C、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在豎直平面內(nèi)．故C正確．
D、應(yīng)先接通電源后釋放紙帶．故D錯(cuò)誤．
故選：AC．
（2）4點(diǎn)的瞬間速度v₄=$\frac{{s}_{5}-{s}_{3}}{2T}$，動(dòng)能為$\frac{1}{2}$mv${\;}_{4}^{2}$=$\frac{m{{（s}_{5}-{s}_{3}）}^{2}}{8{T}^{2}}$
則重力勢能的減小量為△E_p=mgs₄．
故答案為：①AC；②$\frac{m{{（s}_{5}-{s}_{3}）}^{2}}{8{T}^{2}}$，mgs₄．

點(diǎn)評 解答實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，熟練應(yīng)用物理基本規(guī)律，因此這點(diǎn)在平時(shí)訓(xùn)練中要重點(diǎn)加強(qiáng)