Question

11．在“驗證機械能守恒定律”的一次實驗中，質量m的重物自由下落，如圖1所示，在紙帶上打出一系列的點，P是第一個點（實驗所用電源的頻率f=50Hz，當?shù)氐闹亓�加速度為g=9.8m/s²），那么：

①在實驗中，除鐵架臺、夾子、打點計時器、電源、紙帶和重錘外，還需選用下述儀器中的哪種？B
A．秒表   B．刻度尺   C．天平   D．彈簧秤
②打點計時器打下計數(shù)點B時，重物的速度v_B=1.37m/s（保留到小數(shù)點后兩位）；
③從起點P到打下計數(shù)點B的過程中，物體的重力勢能減少量△E_P=0.94m （保留到小數(shù)點后兩位）；
④實驗中重物增加的動能往往小于（填“大于”、“等于”或“小于”）它所減少的勢能，產生這種情況的主要原因是存在阻力；
⑤若紙帶不慎斷裂，失去開頭部分的幾個點，能（填“能”或“不能”）根據(jù)剩下部分驗證機械能守恒定律．

Answer 1

分析 紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距需要刻度尺，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度，由重力做功求出重力勢能減少量．根據(jù)功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值，根據(jù)驗證實驗原理判斷．

解答 解：（1）測得紙帶上的點間距需要刻度尺，故選B
（2）利用勻變速直線運動的推論
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.1250-0.0704}{2×0.02}$=1.37m/s
（3）重力勢能減小量△E_p=mgh=m×9.8×0.0958J=0.94m
（4）通過克服阻力做功，機械能有損失；故實驗中重物增加的動能往往小于減少的勢能．
（5）只要知道某兩點的速度，和兩點間的距離就可以驗證機械能守恒定律，故能
故答案為：①B   ②1.37      ③0.94    ④小于，存在阻力      ⑤能

點評 要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉化的過程和能量守恒，重物帶動紙帶下落過程中，除了重力還受到阻力，從能量轉化的角度，由于阻力做功，重力勢能減小除了轉化給了動能還有一部分轉化給摩擦產生的內能