Question

4．“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗裝置如圖所示，質(zhì)量m=1.00kg的重物自由下落．圖乙為紙帶上打出的一系列點(diǎn)，標(biāo)注的數(shù)據(jù)是點(diǎn)A、B、C、D到起點(diǎn)0的距離．已知相鄰兩點(diǎn)的時間間隔為0.02s，取g=9.80m/s²．

（1）下列器材中不必要是BC（填選項前的字母代號）．
A．重物  B．天平  C．秒表  D．紙帶  E．毫米刻度尺
（2）下列說法正確的是BD（填選項前的字母代號）．
A．打點(diǎn)計時器應(yīng)接低直流電源          
B．應(yīng)該選通電打點(diǎn)，然后釋放紙帶
C．選擇質(zhì)量較小的重物，有利于減小誤差 
D．實驗的誤差，主要是下落過程中重物和紙帶受到的阻力而產(chǎn)生的
（3）如圖乙，若打點(diǎn)0時，重物的速度為零．那么，從打點(diǎn)0到打點(diǎn)C的過程中，重物的重力勢能減少量△E_p=7.62J，動能增加量△E_k=7.56J．（保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 根據(jù)實驗的原理確定所需的測量器材．實驗時，重錘應(yīng)緊靠打點(diǎn)計時器，紙帶拉著，處于豎直狀態(tài)，兩限位孔豎直對齊．
驗證機(jī)械能守恒定律實驗中，通過紙帶上打點(diǎn)可確定重錘的位置，從而算出由靜止到某點(diǎn)的速度對應(yīng)的動能與這兩點(diǎn)間的重力勢能的關(guān)系，來驗證機(jī)械能是否守恒．

解答 解：（1）在驗證機(jī)械能守恒定律時，表達(dá)式為：mgh=$\frac{1}{2}$mv²，兩邊質(zhì)量可以消去，故不需要測量質(zhì)量；故不需要天平；
該實驗有打點(diǎn)計時器，不需要秒表，
故選：BC；
（2）A、打點(diǎn)計時器應(yīng)接低交流電源，故A錯誤；
B、實驗時應(yīng)先接通電源，再松開紙帶．故B正確．
C、為了減小阻力的影響，重物選擇質(zhì)量大一些，體積小一些的．故C錯誤；
D、實驗的誤差，主要是下落過程中重物和紙帶受到的阻力而產(chǎn)生的，故D正確；
故選：BD．
（3）從打點(diǎn)0到打點(diǎn)C的過程中，重物的重力勢能減少量△E_p=1×9.8×0.7775=7.62J
由勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，中間時刻的瞬時速度等于該段時間內(nèi)的平均速度，
   即v_C=$\frac{0.8573-0.7018}{2×0.02}$=3.89m/s   
動能增加量△E_k=$\frac{1}{2}×1×$（3.89）²=7.56J
故答案為：（1）BC
（2）BD
（3）7.62；7.56

點(diǎn)評 考查驗證機(jī)械能守恒定律實驗器材，在記憶實驗器材時要注意結(jié)合實驗原理及方法來記憶．要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒．知道能夠減小實驗誤差的方法．