Question

7．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中如（圖1），已知打點計時器每隔T=0.02s打一個點，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g=9.80m/s²．

（1）在實驗器材選擇上，除了打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙、鐵架臺、紙帶夾和重物外，還需要選擇下列哪些器材？BE（填字母代號）．
A．直流電源　　　 B．交流電源       C．彈簧秤
D．天平及砝碼     E．毫米刻度尺     F．秒表
（2）若實驗中選用的重物質(zhì)量為1.00kg，重物在計數(shù)點O、B對應(yīng)的運動過程中，重力勢能的減少量△E_p=1.88 J，動能的增加量△E_k=1.86J．（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材．
根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，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B點的速度，從而得出動能的增加量．

解答 解：（1）打點計時器需要交流電源，打點計時器可以直接記錄時間，不需要秒表，實驗中重錘的質(zhì)量不需要測量，所以不需要天平、彈簧秤．實驗中需要用刻度尺測量點跡間的距離，從而求解瞬時速度以及下降的高度．故選BE．
（2）重物在計數(shù)點O、B對應(yīng)的運動過程中，重力勢能的減少量為：△E_p=mgh=1×9.8×0.192J≈1.88J，
B點的瞬時速度為：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.2323-0.155}{0.04}m/s$=1.93m/s，
則動能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×1.9{3}^{2}$≈1.86J．
故答案為：（1）BE，（2）1.88，1.86．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．