Question

12．在《驗證機械能守恒定律》實驗中，兩實驗小組同學分別采用了如圖甲和乙所示的裝置，用兩種不同的實驗方案進行實驗．

①在甲圖中，下落物體應選擇密度較大的重物；在乙圖中，兩個重物的質(zhì)量關(guān)系是：m₁．＞m₂（選填“＞”、“=”或“＜”）；
②若采用圖乙的方案進行實驗，除圖中的器材外，還需要的實驗器材有：頻率為50Hz交流電源、刻度尺和天平，
③某次實驗所打紙帶如圖丙所示，O為第一個點，A、B、C、D點到O點的距離已標出，打點時間間隔為0.02s，則記錄C點時，重物速度v_c=0.78m/s．．

Answer 1

分析 1、2、在驗證機械能守恒定律的實驗中，應選擇質(zhì)量大，體積小的物體作為重物．乙圖是驗證系統(tǒng)機械能守恒，通過實驗的原理確定測量的器材．
3、根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點時小車的瞬時速度大小．

解答 解：（1）為了減小實驗的誤差，乙圖是驗證系統(tǒng)機械能是否守恒，m₁向下運動，m₂向上運動，
所以m₁＞m₂．
（2）驗證系統(tǒng)機械能是否守恒，即驗證系統(tǒng)動能的增加量和系統(tǒng)重力勢能的減小量是否相等，動能的增加量為△E_k=$\frac{1}{2}$（m₁+m₂）v²，
重力勢能的減小量為△E_P=（m₁-m₂）gh．
可知需要測量兩個重物的質(zhì)量，所以實驗器材還需要天平．
（3）根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點時小車的瞬時速度大小．
v_C=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{0.049-0.0178}{2×0.02}$=0.780m/s
故答案為：（1）＞；
（2）天平；
（3）0.780．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，通過原理確定測量的器材以及誤差的來源．
要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應用．