Question

如圖甲所示是用重錘做自由落體運(yùn)動來驗證“機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗裝置．

（1）為了減小實(shí)驗誤差，下列措施可行的是

BC

（填寫代號）
A．重錘選用體積較大且質(zhì)量較小的
B．重錘選用體積較小且質(zhì)量較大的
C．打點(diǎn)計時器應(yīng)固定在豎直平面內(nèi)
D．應(yīng)先放手讓重錘拖著紙袋運(yùn)動，再通電讓打點(diǎn)計時器工作
（2）某同學(xué)選取了一條紙帶進(jìn)行測量研究．他舍去了這條紙袋上前面比較密集的點(diǎn)，對后面間距較大的且相鄰的六個點(diǎn)進(jìn)行了如圖乙所示的測量．已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，使用的交變電源周期為T，則要驗證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為

gx2=

1

2

[(

x3

2T

)2-(

x1

2T

)2]

．

Answer 1

分析：在實(shí)驗中，為了減小實(shí)驗的誤差，重錘選擇質(zhì)量大、體積小的，應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶．
本實(shí)驗需要驗證的是重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等，根據(jù)下落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瞬時速度的大小，從而求出動能的增加量．

解答：解：（1）A、實(shí)驗中為了減小阻力的影響，重錘選用體積較小，質(zhì)量較大的重錘．故A錯誤，B正確．
C、打點(diǎn)計時器應(yīng)固定在豎直平面內(nèi)．故C正確．
D、應(yīng)先接通電源后釋放紙帶．故D錯誤．
故選BC．
（2）2點(diǎn)的瞬間速度v2=

x1

2T

，5點(diǎn)的瞬時速度v5=

x3

2T

，則動能的增加量為△Ek=

1

2

mv52-

1

2

mv2 =

1

2

m[(

x3

2T

)2-(

x1

2T

)2]．重力勢能的減小量為△E_p=mgx₂．
則要驗證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為gx2=

1

2

[(

x3

2T

)2-(

x1

2T

)2]．
故答案為：（1）BC （2）gx2=

1

2

[(

x3

2T

)2-(

x1

2T

)2]．

點(diǎn)評：解答實(shí)驗問題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗原理，熟練應(yīng)用物理基本規(guī)律，因此這點(diǎn)在平時訓(xùn)練中要重點(diǎn)加強(qiáng)．