Question

5．利用圖1裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗．
①為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的A．
A．動能變化量與勢能變化量
B．速度變化量和勢能變化量
C．速度變化量和高度變化量
②除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點計時器、導線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是AB．
A．交流電源     B．刻度尺       C．天平（含砝碼）
③實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖2所示的一條紙帶．在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為h_A、h_B、h_C．已知當?shù)刂亓�加速度為g，打點計時器打點的周期為T．設(shè)重物的質(zhì)量為m．從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能變化量△E_p=-mgh_B，動能變化量△E_k=$\frac{m（{h}_{C}-{h}_{A}）^{2}}{8{T}^{2}}$．

④大多數(shù)學生的實驗結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是C．
A．利用公式v=gt計算重物速度
B．利用公式v=$\sqrt{2gh}$計算重物速度
C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響
D．沒有采用多次實驗取平均值的方法．

Answer 1

分析 驗證機械能守恒，即驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等．根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材．
根據(jù)下降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得出B點的速度，從而得出動能的增加量．

解答 解：①為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的動能變化量和重力勢能的變化量，故選：A．
②打點計時器需接交流電源，驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，兩邊都有質(zhì)量，可以約去，不需要用天平測量質(zhì)量．實驗時需要用刻度尺測量點跡間的距離，從而得出下降的高度、以及計算出瞬時速度．故選：AB．
③從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能變化量△E_p=-mgh_B，B點的瞬時速度${v}_{B}=\frac{{h}_{C}-{h}_{A}}{2T}$，則動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{m（{h}_{C}-{h}_{A}）^{2}}{8{T}^{2}}$．
④實驗中重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，故選：C．
故答案為：①A    ②AB    ③-mgh_B，$\frac{m（{h}_{C}-{h}_{A}）^{2}}{8{T}^{2}}$，④C．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，以及知道實驗中誤差的來源，掌握紙帶的處理，會通過紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．