Question

在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下列物理量中需要用工具測(cè)量的有

C

；通過(guò)計(jì)算得到的有

D

．
A．重錘的質(zhì)量
B．重力加速度
C．重錘下落的高度
D．與重錘下落高度對(duì)應(yīng)的重錘瞬時(shí)速度
實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1.00kg的重物拖著紙帶豎直下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，如圖所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.04s，P為紙帶運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，從P點(diǎn)到打下B點(diǎn)過(guò)程中物體重力勢(shì)能的減少△Ep=

2.28

J、在此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量△Ep=

2.26

J．由此可得出的結(jié)論是

在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落的機(jī)械能守恒．

．（已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，答案保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析：解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度，從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答：解：（1）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)量的有：用刻度尺測(cè)量重錘下落的高度，重錘的質(zhì)量可以測(cè)量也可以不測(cè)量．重力加速度與實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)．通過(guò)計(jì)算得到的有與重錘下落高度對(duì)應(yīng)的重錘瞬時(shí)速度．
（2）重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=1.0×9.8×0.2325J=2.28J．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論v

t

2

=

.

v

v_B=

xAC

tAC

=

24cm

4×0.02s

=3m/s

(32.50-15.50)cm

2×0.04s

=

17

8

m/s
E_kB=

1

2

mv_B²=2.26 J
由于重力勢(shì)能的減少量幾乎等于物體動(dòng)能的增加量
所以在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落的機(jī)械能守恒．
故答案為：C，D，2.28J，2.26J，在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落的機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng)：紙帶問(wèn)題的處理時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的問(wèn)題．我們可以紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度．