Question

11．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的一次實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)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(diǎn)，P是第一個(gè)點(diǎn)（實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率f=50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g=9.8m/s²），那么：

①在實(shí)驗(yàn)中，除鐵架臺(tái)、夾子、打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，重物的速度v_B=1.37m/s（保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）；
③從起點(diǎn)P到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，物體的重力勢(shì)能減少量△E_P=0.94m （保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）；
④實(shí)驗(yàn)中重物增加的動(dòng)能往往小于（填“大于”、“等于”或“小于”）它所減少的勢(shì)能，產(chǎn)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(gè)點(diǎn)，能（填“能”或“不能”）根據(jù)剩下部分驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

Answer 1

分析 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)間距需要刻度尺，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，由重力做功求出重力勢(shì)能減少量．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，根據(jù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理判斷．

解答 解：（1）測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距需要刻度尺，故選B
（2）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.1250-0.0704}{2×0.02}$=1.37m/s
（3）重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=m×9.8×0.0958J=0.94m
（4）通過克服阻力做功，機(jī)械能有損失；故實(shí)驗(yàn)中重物增加的動(dòng)能往往小于減少的勢(shì)能．
（5）只要知道某兩點(diǎn)的速度，和兩點(diǎn)間的距離就可以驗(yàn)證機(jī)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(diǎn)評(píng) 要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒，重物帶動(dòng)紙帶下落過程中，除了重力還受到阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能