Question

11．（1）為進行“驗證機械能守恒定律”的實驗，有下列器材可供選擇：
A、鐵架臺    B、電火花打點計時器    C、墨盤     D、紙帶    E、重錘       F、天平     G、秒表    H、220V交流電
上述器材不必要的是FG（只填字母代號），缺少的器材是毫米刻度尺．
（2）在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，用打點計時器打出紙帶如圖所示，其中A點為打下的第一個點．其中A點為打下的第一個點，0、1、2…為連續(xù)的計數(shù)點．現(xiàn)測得兩相鄰計數(shù)點之間的距離分別為s₁、s₂、s₃、s₄、s₅、s₆，已知計數(shù)點間的時間間隔均為T．根據(jù)紙帶測量出的距離及打點的時間間隔，可以求出次實驗過程中重錘下落運動的加速度大小表達式為$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$，在打下第5號計數(shù)點時，紙帶運動的瞬時速度大小的表達式為$\frac{{s}_{5}+{s}_{6}}{2T}$．要驗證機械能守恒定律，為減小實驗誤差，應選擇打下第1號和第5號計數(shù)點之間的過程為研究對象．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定不必要的器材和缺少的器材．
（2）根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)位移之差是一恒量求出加速度的表達式，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求出計數(shù)點5的瞬時速度．

解答 解：（1）實驗中驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，不需要天平，打點計時器可以直接記錄時間，不需要秒表．實驗中需要刻度尺測量點跡間的距離，從而得出下降的高度以及求解瞬時速度．
（2）根據(jù)△x=aT²運用逐差法得：a=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$．
計數(shù)點5的瞬時速度為：v₅=$\frac{{s}_{5}+{s}_{6}}{2T}$．
要驗證機械能守恒定律，為減小實驗誤差，應選擇打下第1點和第5點之間的過程為研究對象．
故答案為：（1）FG，毫米刻度尺；（2）$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$，$\frac{{s}_{5}+{s}_{6}}{2T}$，1，5

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，關鍵是勻變速直線運動推論的運用．