Question

15．（1）圖1為“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置，下列哪些說法是正確的AC

A．實驗時應(yīng)選用質(zhì)量較大，并且下端有橡膠墊的重錘
B．實驗時，當(dāng)松開紙帶讓重錘下落同時，立即接通電源．
C．要選用第1、2點間距離接近2mm的紙帶
D．實驗結(jié)果總是動能的增量略大于重力勢能的減小量．
（2）若實驗中所用的重錘的質(zhì)量m=1kg，打點紙帶如圖2所示，打點時間間隔為0.02s，從開始下落O點起至B點的過程中，重錘重力勢能的減少量是△E_p=0.174J．此過程中物體動能的增加量△E_k=0.172J； （g=9.8m/s²，保留三位有效數(shù)字）
（3）由此可得出的實驗結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機械能守恒．

Answer 1

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
本實驗是以自由落體運動為例來驗證機械能守恒定律，紙帶勻變速直線運動時，測得紙帶上的點間距，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，從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：（1）A：為了減小空氣阻力的影響，在選擇重物時，要選擇密度大，體積小的物體，即應(yīng)選用質(zhì)量較大，并且下端有橡膠墊的重錘，故A正確；
B：如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會對實驗產(chǎn)生較大的誤差，故B錯誤；
C：重物做自由落體運動，根據(jù)h=$\frac{1}{2}$gt² 帶入數(shù)據(jù)解得：h≈0.02m，即接近2mm，故C正確；
D：紙帶運動中不可避免的受到阻力的作用，所以動能增加量總小于重力勢能的減小量，故D錯誤；
故選：AC．
（2）利用勻變速直線運動的推論有：v_B=$\frac{0.0310-0.0078}{2×0.02}$=0.590m/s，
重錘的動能E_KB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×（0.59）=0.174J
從開始下落至B點，重錘的重力勢能減少量為：△E_p=mgh=1×9.8×0.176J=0.172J．
（3）得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機械能守恒．
故答案為：（1）AC
（2）0.174；0.172
（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機械能守恒

點評 該題主要考查了驗證機械能守恒定律的實驗的操作步驟和運用運動學(xué)規(guī)律、功能關(guān)系去處理實驗數(shù)據(jù)的能力．