Question

4．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）實(shí)驗(yàn)中，除天平、鐵架臺、夾子、紙帶和重物等器材外，還需要BCD．
（A）秒表（B）刻度尺（C）學(xué)生電源（D）打點(diǎn)計(jì)時器
（2）某位同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到如圖所示的紙帶，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.04s，重物的質(zhì)量m=1kg，g=9.8m/s²，那么從打點(diǎn)計(jì)時器打下起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過程中，重物重力勢能少量△E_p=2.28J；重物動能增加量△E_k=2.26J（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．由此得到的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的測量器材．
根據(jù)重物下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點(diǎn)的速度，從而得出動能的增加量．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，要運(yùn)用到紙帶的處理，所以需要打點(diǎn)計(jì)時器和學(xué)生電源，由于打點(diǎn)計(jì)時器可以記錄時間，所以不需要秒表，實(shí)驗(yàn)中要測量點(diǎn)跡間的距離，所以需要刻度尺．故選：BCD．
（2）從起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過程中，重物重力勢能少量為：△E_p=mgh_OB=1×9.8×0.2325J≈2.28J．
B點(diǎn)的速度為：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.325-0.155}{0.08}m/s$=2.125m/s，
則動能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×2.12{5}^{2}$≈2.26J．
實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）BCD，（2）2.28，2.26，在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理，會通過紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，難度不大．