Question

18．（1）為進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，有下列器材可供選用：鐵架臺(tái)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，復(fù)寫紙，重錘，紙帶，秒表，低壓直流電源，導(dǎo)線，電鍵，天平．其中不必要的器材有：秒表，低壓直流電源，天平；缺少的器材低壓交流電源、刻度尺．
（2）某次“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，用6V、50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條無漏點(diǎn)的紙帶，如圖所示，O點(diǎn)為重錘下落的起點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)為A、B、C、D，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的長度已在圖上標(biāo)出，單位為毫米，重力加速度取9.8m/s²，若重錘質(zhì)量為1kg．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度v_B=1.17m/s，重錘的動(dòng)能E_kB=0.684J．從開始下落算起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能減小量為0.691J．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字） 由此而得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 （1）首先明確實(shí)驗(yàn)原理，確定實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量，則可進(jìn)一步知道實(shí)驗(yàn)所需要的器材．
（2）利用在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小，然后根據(jù)動(dòng)能、勢(shì)能定義進(jìn)一步求得動(dòng)能和勢(shì)能的變化情況．

解答 解：（1）在該實(shí)驗(yàn)中，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來記錄物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間，不需要秒表，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要的是交流電源，因此低壓直流電源不需要，缺少低壓交流電源，由于驗(yàn)證機(jī)械能公式中可以把物體質(zhì)量約掉，因此不需要天平，同時(shí)實(shí)驗(yàn)中缺少刻度尺．
故答案為：秒表、低壓直流電源、天平；低壓交流電源、刻度尺．
（2）由題可得：
v_B=$\frac{{S}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{0.125-0.0314}{4×0.02}$=1.17m/s
E_KB=$\frac{1}{2}$mv${\;}_{B}^{2}$=0.684J
物體重力勢(shì)能減小量：mgh_D=0.691J；
由此而得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒，
故答案為：（1）秒表、低壓直流電源、天平；低壓交流電源、刻度尺；
（2）1.17；0.684；0.691，在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng) 正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、所測(cè)數(shù)據(jù)等，會(huì)起到事半功倍的效果．