Question

19．在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，已知重錘的質(zhì)量為m，使用的交流電周期為T(mén)，重力加速度為g，重錘從高處由靜止開(kāi)始下落，重錘上拖著的紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，就可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

（1）為了完成此實(shí)驗(yàn)，除了圖中所示器材外，還需要的器材有AD；

A．刻度尺

B．秒表

C．天平

D．“220V，50Hz”交流電源

（2）如圖所示，O點(diǎn)為起始點(diǎn)，選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A，B，C，D，E，測(cè)出O、A兩點(diǎn)間距離為s₀，A，C兩點(diǎn)間距離為s₁，C、E兩點(diǎn)間距離為s₂，則在打O點(diǎn)到C點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi)，重錘的重力勢(shì)能減少量△E_p=mg（s₀+s₁），動(dòng)能的增加量△E_k=$\frac{m（{s}_{1}+{s}_{2}）^{2}}{32{T}^{2}}$．（用題中所給符號(hào)表示）

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量，從而確定還需要的器材．
根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)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C點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．

解答 解：（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接“220V，50Hz”的交流電源，實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，所以不需要用天平測(cè)量重錘的質(zhì)量，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以記錄時(shí)間，所以不需要用秒表測(cè)量時(shí)間，實(shí)驗(yàn)中需要用刻度尺測(cè)量點(diǎn)跡間的距離，從而求出瞬時(shí)速度和重力勢(shì)能的減小量．故選：AD．
（2）在打O點(diǎn)到C點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi)，重錘的重力勢(shì)能減少量△E_p=mg（s₀+s₁），C點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{C}=\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{4T}$，動(dòng)能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}$=$\frac{m（{s}_{1}+{s}_{2}）^{2}}{32{T}^{2}}$．
故答案為：（1）AD，（2）mg（s₀+s₁），$\frac{m（{s}_{1}+{s}_{2}）^{2}}{32{T}^{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，掌握紙帶的處理方法，會(huì)根據(jù)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．