Question

（I） 把兩個(gè)大小相同、質(zhì)量不等的金屬球用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮了的輕質(zhì)短彈簧，置于摩擦可以不計(jì)的水平桌面上，如圖所示．現(xiàn)燒斷細(xì)線，觀察兩球的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)行必要的測(cè)量，驗(yàn)證物體間相互作用時(shí)動(dòng)量守恒．

（1）為完成實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)準(zhǔn)備了兩個(gè)金屬球、彈簧、細(xì)線、圖釘、復(fù)寫(xiě)紙、白紙、木板、鉛錘，還必須添加的器材是______．
（2）需直接測(cè)量的數(shù)據(jù)是______．
（3）用所得數(shù)據(jù)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的關(guān)系式是______．
（II）在利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，電源的頻率為f，依次打出的點(diǎn)為0，1，2，3，4，…n．當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g．則：
（4）如用第2點(diǎn)到第6點(diǎn)之間的紙帶來(lái)驗(yàn)證，現(xiàn)已測(cè)量出的物理量為：重錘的質(zhì)量為m，第2點(diǎn)到第6點(diǎn)之間的距離h₂₆；第1點(diǎn)到第3點(diǎn)之間的距離h₁₃；第5點(diǎn)到第7點(diǎn)之間的距離h₅₇；減少的重力勢(shì)能為△ΕΡ=______，動(dòng)能的增量為△Ε_k=______57-

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Answer 1

【答案】分析：（1）兩球做平拋運(yùn)動(dòng)，由于高度相等，則平拋的時(shí)間相等，水平位移與初速度成正比，把平拋的時(shí)間作為時(shí)間單位，小球的水平位移可替代平拋運(yùn)動(dòng)的初速度．將需要驗(yàn)證的關(guān)系速度用水平位移替代．
（2）根據(jù)重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系可以求出重力勢(shì)能的減小量；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(guò)程中的平均速度，由此求出2、6點(diǎn)的速度，進(jìn)一步可以求出重錘動(dòng)能的增加量；實(shí)驗(yàn)步驟操作的順序：安裝在鐵架臺(tái)，安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)，重復(fù)，選紙帶，數(shù)據(jù)處理．
解答：解：（Ⅰ）取小球1的初速度方向?yàn)檎�方向，兩小球質(zhì)量和平拋初速度分別為m₁、m₂，v₁、v₂，平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移分別為S₁、S₂，平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t．
        需要驗(yàn)證的方程：0=m₁v₁-m₂v₂
                 又v₁=，v2=
代入得到m₁S₁=m₂S₂
故需要測(cè)量?jī)尚∏虻馁|(zhì)量m₁和m₂，兩小球落地點(diǎn)到桌面邊緣的水平距離S₁，S₂
所以還需要的器材為刻度尺、天平，用所得數(shù)據(jù)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的關(guān)系式是m₁S₁=m₂S₂
（II）（4）減少的重力勢(shì)能為△Ε_Ρ═mgh₂₆
由題意可知，各個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T(mén)=，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(guò)程中的平均速度，由此可得
2點(diǎn)速度v₂=
6點(diǎn)速度v₆=
動(dòng)能的增量為△Ε_k=
（5）按照實(shí)驗(yàn)操作的步驟順序：安裝在鐵架臺(tái)，安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（A），將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（D），打點(diǎn)（B） 重復(fù)（C）選紙帶（E），數(shù)據(jù)處理（F）．合理的順序排列是ADBCEF
故答案為：（I）（1）天平、刻度尺
     （2）兩小球的質(zhì)量m₁和m₂，兩小球落地點(diǎn)到桌面邊緣的水平距離S₁，S₂
     （3）m₁S₁=m₂S₂（在誤差允許的范圍內(nèi)）
（II） （4）mgh₂₆，（5）ADBCEF
點(diǎn)評(píng)：（1）本題是運(yùn)用等效思維方法，平拋時(shí)間相等，用水平位移代替初速度，這樣將不便驗(yàn)證的方程變成容易驗(yàn)證．
（2）該題考查到驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、�?shí)驗(yàn)步驟、紙帶的選取以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和誤差的分析，可以說(shuō)是非常全面．考點(diǎn)都是記憶性的知識(shí)．屬于基礎(chǔ)題目．