Question

9．驗(yàn)證“機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)采用重物自由下落的方法．
（1）有下列器材可供選擇：鐵架臺(tái)、天平、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、墨粉紙、紙帶、低壓直流電源，天平、秒表，重物、導(dǎo)線外，多余的器材是天平、低壓直流電源、停表，缺少的器材是刻度尺．
（2）已知所用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g=9.80m/s²，重物質(zhì)量為0.5kg，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測(cè)量時(shí)各計(jì)時(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)刻度尺的讀數(shù)如圖2所示．圖中O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn)（此時(shí)重物的速度為零），A、B、C、D分別是連續(xù)打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)．重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，重物的重力勢(shì)能的減少量△E_P=1.60J，此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量△E_k=1.56J．（保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）、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)，清楚該實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)源；
（2）、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，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，從而求出動(dòng)能變化量．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，需要驗(yàn)證下列方程成立
mgh=$\frac{1}{2}$mv²，
即：gh=$\frac{1}{2}$v²
則不需要天平．v由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶測(cè)出，不需要秒表．
電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作220v交流電源，故不需要低壓直流電源．紙帶處理中點(diǎn)之間的距離需要刻度尺．
（2）重物的重力勢(shì)能的減少量為：△E_P=mgh=0.5×9.8×0.326J=1.60J
打C點(diǎn)重物速度為：v=$\frac{0.38-0.28}{2×0.02}$=2.5m/s，
物體動(dòng)能的增加量為：△E_k=$\frac{1}{2}$mv²=$\frac{1}{2}×0.5×$（2.5）²=1.56 J
故答案為：（1）天平、低壓直流電源、停表，刻度尺；（2）1.60，1.56

點(diǎn)評(píng) 正確解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、所測(cè)數(shù)據(jù)、誤差分析等，會(huì)起到事半功倍的效果．
通過(guò)該題理解驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)原理，提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，該題是考查基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的好題．