Question

18．在“探究動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化和守恒”的實(shí)驗(yàn)中采用重物自由下落的方法：
（1）實(shí)驗(yàn)供選擇的重物有以下四個(gè)，應(yīng)選擇C．
A．質(zhì)量為100g的木球            B．質(zhì)量為10g的砝碼
C．質(zhì)量為200g的鉤碼            D．質(zhì)量為10g的塑料球
（2）實(shí)驗(yàn)中不一定（填一定或不一定）要用天平測(cè)量重物的質(zhì)量．
（3）若某次實(shí)驗(yàn)中使用質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，得到如圖所示的紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.04s．那么從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過程中，重物重力勢(shì)能的減少量△Ep=2.33J （g=10m/s²，保留三位有效數(shù)字），此過程中重物動(dòng)能的增加量△Ek=2.26J（保留三位有效數(shù)字）．由此可得到的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，重物的機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 為了減小阻力的影響，重錘選擇質(zhì)量大一些，體積小一些的．
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B點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量，通過比較得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論．

解答 解：（1）為了減小阻力的影響，重錘選擇質(zhì)量大一些，體積小一些的，所以重物選擇質(zhì)量為200g的鉤碼，故選：C．
（2）驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量，兩端都有質(zhì)量，可以約去，所以不一定需要測(cè)量重錘的質(zhì)量．
（3）從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過程中，重物重力勢(shì)能的減少量△Ep=mgh=1×10×23.25×10^-2J≈2.33J，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.3250-0.1550}{0.08}$m/s=2.125m/s，則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×2.12{5}^{2}$≈2.26J，可知在誤差允許范圍內(nèi)，重物的機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）C，（2）不一定，（3）2.33，2.26，在誤差允許范圍內(nèi)，重物的機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵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．