Question

在利用重物自由下落“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，有如下器材：

A．打點(diǎn)計時器                  B．低壓交流電源(附導(dǎo)線)

C．天平(附砝碼)          D．鐵架臺(附夾子)  

E．重錘(附夾子)           F．紙帶

G．秒表                    H．復(fù)寫紙

（1）其中不必要的器材是_______________；還缺少的器材是_______________；

（2）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g＝9.80m/s²。實(shí)驗(yàn)小組選出一條紙帶如圖乙所示，其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計時器打下的第一個點(diǎn)（靜止點(diǎn)），A、B、C為三個計數(shù)點(diǎn)，在計數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個點(diǎn)，測得h₁=12.01cm，h₂=19.15cm，h₃=27.85cm。打點(diǎn)計時器電源為50Hz的交流電。若重錘質(zhì)量為m，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以求得：當(dāng)打點(diǎn)計時器打到B點(diǎn)時，重錘的重力勢能比開始下落時減少了________J；此時重錘的動能比開始下落時增加了_______J，根據(jù)計算結(jié)果可以知道該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時出現(xiàn)的問題可能是______________________（找出一種原因即可）；

（3）如果重錘下落高度為h時對應(yīng)的速度為v，以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出圖線，則圖線斜率的數(shù)值在理論上等于___________。

 

Answer 1

【答案】

（1）CG，毫米刻度尺；

（2）1.88m，1.96m，做實(shí)驗(yàn)時先釋放了紙帶然后再合上打點(diǎn)計時器的電鍵（或“接通打點(diǎn)計時器是重錘已經(jīng)具有初速度”、“重錘下落初速度不為零”、“釋放紙帶時手抖動了”等等）；

（3）g（或重力加速度）。

【解析】

試題分析：（1）其中不必要的器材是：秒表，通過打點(diǎn)計時器打出的點(diǎn)可以計算時間；天平，因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．缺少的是毫米刻度尺，我們需要用毫米刻度尺測量計數(shù)點(diǎn)間的距離．

（2）根據(jù)重力勢能的定義式得出：當(dāng)打點(diǎn)計時器打在B點(diǎn)時，重錘的重力勢能的減少量為ΔE_p=mgh₂=1.88m，

利用勻變速直線運(yùn)動的推論v_B===m/s＝1.98m/s，ΔE_k=E_kB-0=mv_B²=1.96m．

以上發(fā)現(xiàn)：ΔE_k＞ΔE_p，說明打出的第一個點(diǎn)已經(jīng)具有了一定的速度．該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時出現(xiàn)的問題可能原因是實(shí)驗(yàn)時先釋放紙帶，然后再接通打點(diǎn)計時器的電源．

（3）利用v²-h圖線處理數(shù)據(jù)，由于mgh=mv²，那么圖線應(yīng)該是過原點(diǎn)的直線，其斜率為重力加速度g．

考點(diǎn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律